[发明专利]风电叶片及其叶片动态失速控制方法

说明书

本发明提供一种风电叶片及其叶片动态失速控制方法。所述风电叶片包括叶片基体以及位于叶片前缘的前缘离体部分，所述前缘离体部分与所述叶片基体固定连接，且二者之间存在一间隙，所述前缘离体部分的上沿设有离体射流喷射槽；还包括设置于所述叶片基体后缘的叶片上表面的襟翼，所述襟翼相对于所述叶片上表面的开度角可调节。本发明能够达到降低叶片上表面湍流边界层尾缘噪声特性和对叶片的动态失速起到控制的作用。

技术领域

本发明涉及风力机叶片动态失速技术领域，特别涉及一种风电叶片及其叶片动态失速控制方法。

背景技术

近年来，风能作为一种大规模商业化清洁的可再生能源，已经受到各国的广泛关注。随着我国风电行业快速发展，风力机不断的大型化，风电叶片是风力机捕获风能的核心部件，其运行状态直接关系到风能的利用效率。

目前风电叶片的失速主要分为动态失速和静态失速。当来流风速与叶片弦向方向的夹角超过某个临界值时，升力系数随着夹角的增大而减小，阻力系数瞬间增大，从而造成叶片的静态失速，现目前常常采用动尾缘的方式来控制叶片的静态失速，例如通过在叶片尾缘布置动尾缘和在叶片下表面布置襟翼的方式来控制叶片在静态失速状态下非线性的颤振问题。而风电叶片运行过程中受周围环境的影响，在实际工作过程中常常处于剪切、偏航、变浆状态中，叶片的变形使得风力机工作在非定常的复杂绕流场中，从而使得叶片产生动态失速现象。当叶片处于动态失速状态下，升力系数、阻力系数以及俯仰力矩系数都会产生迟滞环，迟滞环的产生会对叶片表面的气流流动导致强烈扰动，从而造成叶片的风能利用效率降低，还可能对叶片造成损伤或安全事故。

目前叶片动态失速的控制方法可以分为主动控制和被动控制两种方式，由于动态失速涡大多在翼型前缘形成，大部分动态失速控制方法都是在翼型前缘对动态失速涡进行抑制，例如可变前缘，前缘加装微小圆柱和前缘粘贴涡流发生器等，但是这种结构会增加叶片噪声。

发明内容

本发明的目的是提供一种风电叶片及其叶片动态失速控制方法，降低叶片动态失速现象并降低叶片噪声。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种风电叶片，包括叶片基体以及位于叶片前缘的前缘离体部分，所述前缘离体部分与所述叶片基体固定连接，且二者之间存在一间隙，所述前缘离体部分的上沿设有离体射流喷射槽；

所述风电叶片还包括设置于所述叶片基体的后缘的襟翼，所述襟翼设于叶片上表面且相对于所述叶片上表面的开度角可调节。

进一步的，在所述风电叶片的展向截面上，所述前缘离体部分为圆形，且与所述风电叶片的前缘点相切。

进一步的，圆形的所述前缘离体部分的半径等于所述风电叶片的前缘半径。

进一步的，所述间隙的大小范围为1～2mm。

进一步的，所述离体射流喷射槽的宽度范围为1～2mm。

进一步的，所述襟翼处于叶片弦长的60％～80％位置范围内。

进一步的，所述襟翼的长度范围为叶片弦长的10％～15％。

进一步的，所述襟翼采用注塑成型。

进一步的，所述襟翼与所述叶片基体采用铰链连接。

进一步的，所述叶片基体设有开口卡套，所述开口卡套内嵌套一连接轴，所述襟翼通过所述连接轴实现与所述叶片上表面转动连接。

一种如上文任一项所述的风电叶片的动态失速控制方法，包括：

在叶片通过俯仰运动中心上俯的过程中，通过所述离体射流喷射槽喷射离体射流，且所述襟翼相对于所述叶片上表面的开度角逐渐增大；