风机叶片制图_空气悬浮风机

风机叶片制图：2MW风机叶片的结构设计及静力学分析

　　原标题：2MW风机叶片的结构设计及静力学分析

　　2MW风机叶片的结构设计及静力学分析题

　　作者芦丽丽，祁文军，王良英，陈海霞

　　来源：材料科学与工艺

　　摘 要：以２ ＭＷ 风力发电机叶片为研究对象，通过Ｍatlab 中的优化函数fmincon对风机叶片的关键参数（弦长、扭角、轴向和周向因子）进行优化．采用ＵＧ 建模，导入ＡＢＡＱＵＳ 分析软件，将叶片分为叶片根部、主梁、前缘、后缘、腹板５ 个部分分区域铺层后，对其施加载荷进行静力学分析，分析不同部位应力和应变规律，同时对叶根部位的复合材料层间力进行分析．结果表明：叶片根部为应力最大部位，最大变形部位为叶片端部；—４５°铺层的层间应力最大，而且应力随铺设角度的不同呈现出周期性变化．通过对叶片进行静力学分析和层间力分析，能够对叶片铺层设计提供可靠的依据．

　　关键词：风力发电机叶片；Ｍａｔｌａｂ；铺层设计；静力学分析；层间力

　　叶片是风力发电机最为复杂和关键的零部件，叶片性能的好坏将会直接影响到风力发电机的效率和使用寿命．目前，大型风力发电机的叶片基本上由各种复合材料制成，叶片与复合材料技术有着密切的联系．为了实现叶片经济效益的最大化，在叶片结构设计阶段，叶片的模型设计和铺层结构优化设计显得尤为关键，因此，精确地创建叶片的三维模型以及铺层结构是对叶片进行模拟分析的首要条件．目前，通常将叶片分为前缘、后缘、腹板、主梁和叶根５ 个结构进行建模，通过铺层设计原则［１］以及遗传算法［２］ 等对叶片各个结构分别进行铺层优化，最终得到最优铺层角度以及层数．

　　关于叶片的建模以及铺层优化问题，国内外很多学者都对此进行了研究： Ｍｏｎｒｏｙ 等［３］ 针对低速风机叶片，采用有限元原理进行结构分析，根据研究提出新的设计方式，并分析其优越性；西南交通大学的王静［４］ 针对叶片精准建模，对模型进行模态分析，位移及局部应变方面的验证；华北电力大学的李琪［５］ 对１．５ ＭＷ 的风机叶片进行研究，设计了三维叶片模型的铺层，完成静力、模态和线性屈曲等分析．陈园［６］ 在对层压板结构进行参数化设计的基础时，采用遗传算法对复合材料结构全局优化的方法．冯消冰等［２］ 通过使用遗传算法对叶片的腹板、叶根以及梁帽进行了铺层优化．本文利用Ｍａｔｌａｂ 中的优化函数ｆｍｉｎｃｏｎ 对轴向因子以及周向因子进行优化计算，从而得到弦长和扭角的对应关系，最终建立更加精确的叶片模型．通过ＵＧ 将模型导入ＡＢＡＱＵＳ，将叶片分为１０ 个截面进行铺层，利用ＧＨ Ｂｌａｄｅｄ 软件，计算额定转速下叶片表面载荷，以及叶根部位的复合材料的层间力，最后对叶片不同部位应力和应变的变化规律进行分析说明．

　　01

　　叶片模型设计

　　参照国内２ ＭＷ 风力发电机叶片运行参数，本文选用三叶片风机，叶片数Ｂ ＝ ３，选取叶尖速比［６］ λ０ ＝８．

　　１.１ 翼型选择

　　风机的运行效率与可靠性与翼型的气动性能密切相关，为了设计出具有更锦工能捕获能力和低气动载荷的高性能叶片［７］ ，在风电应用初期阶段，叶片外形比较小，载荷较低，对翼型的要求很低，主要选择低速航空翼型，如ＮＡＣＡ４４系列和ＮＡＣＡ６３——２ 系列翼型等［８］ ．自２０ 世纪８０ 年代起，欧美国家陆续进行了风力机先进翼型的研究，研制了一批专用风力机翼型，如德国Ａｅｒｏｄｙｎ 公司的ＡＥ０２ 系列翼型、荷兰的ＤＵ 翼型族、瑞典的ＦＦＡ 翼型族．其中，荷兰的Ｄｅｌｆｔ 大学先后发展了相对厚度１５％——４０％的ＤＵ 系列翼型，而且在功率３５０——３ ５００ ｋＷ 的风力机上广泛应用，本文选用ＤＵ 系列的翼型，翼型如图１ 所示．

　　１.２ 叶片直径设计

　　本文参考国内２ ＭＷ 风机的各项性能参数，设计风机叶片．因此，风轮直径可按式（１） 进行估算：

　　１.３ 叶片长和扭角设计

　　风机叶片外形复杂，总体表现为展向扭曲，而且在展向方向上，弦长与扭角也大小迥异，不能够简单地将它们的特点进行描述，所以在研究中多采用“分段” 法，即沿展向将叶片划分许多“截面”，对每个“截面”的数据进行计算，随后对数据分析、拟合．

　　本文基于动量理论进行计算，利用Ｍａｔｌａｂ 中的优化函数ｆｍｉｎｃｏｎ 进行优化计算，优化目标为使风能的转换效率达到最大值，通过优化目标函数公式（２），条件方程为公式（３），利用迭代法计算轴向因子ａ 和周向因子ｂ．

　　优化目标函数：

　　条件方程：

　　其优化步骤为：１）根据叶素理论，沿叶片展向分成若干等截面；２）针对每截面，求解得出各个截面的轴向因子ａ、周向因子ｂ 和叶梢损失系数Ｆ；３）计算每个截面的流倾角，并根据β ＝Ｉ——α，计算每个截面的扭角；４）计算出各个截面的处的弦长；５）对计算结果进行改进．６）根据改进结果进行修正模型、建模．

　　利用Ｍａｔｌａｂ 迭代分析并进行曲线拟合，结果见图２——５，可以看出，经过拟合，曲线过渡光滑平稳．

　　１.４ ＵＧ 三维建模

　　由于风机叶片模型复杂，以及ＦＥＡ 软件建模效果的局限性，必须借用三维软件完成叶片精确模型的设计，本文利用表１ 中计算的叶片弦长ｃ和扭角θ 的值，在ＵＧ 中对导入翼型进行缩放和扭转，完成叶片截面图的创建，利用样条曲线连接各个翼型，并建立主梁，最终模型如图６ 所示．

　　02

　　叶片铺层设计

　　２．１ 叶片材料选择

　　本文采用目前常用的玻璃钢材料Ｅ——玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料．

　　２．２ 叶片铺层设计

　　在叶片运行过程中，由于环境对叶片各个部位施加的载荷不同，通常对叶片进行块化处理，将叶片分为前缘、后缘、腹板和主梁４ 种结构．参照国内外和以往铺层设计经验［８——１４］ ，其设计原则如下［１２］ ：

　　１）为了最大限度地利用纤维轴向的高性能，应用０°铺层承受轴向载荷；±４５°铺层用来承受剪切载荷，即将剪切载荷分解为拉、压分量来布置纤维承载；９０°铺层用来承受横向载荷，以避免树脂直接受载．

　　２）为了提高叶片的抗屈曲性能，除布置较大比例的０°铺层外，也要布置±４５°铺层，以提高结构受压稳定性．

　　３）构件应包含４ 种铺层，一般在０°、±４５°层板中加入９０°的铺层，构成正交异性板．对叶片不同结构进行铺层设计，表２——５ 分别为叶片不同部位的铺层顺序表．

　　图７ 为利用ＡＢＡＱＵＳ 对风机叶片不同部位建立铺层后腹板和主梁的效果图，从效果图中可以直观地看出不同位置的铺层差异．

　　03

　　静力学分析

　　３.１ 载荷计算

　　由于风机所处环境复杂，叶片表面载荷难以准确的计算和测量，一般都是利用风机专用分析软件ＧＨ Ｂｌａｄｅｄ 计算叶片表面的数据，本文利用ｂｌａｄｅｄ软件计算风机叶片不同部位在额定风速下的载荷［１６］ ，将分析所得载荷加载在叶片表面，叶片加载位置和加载力与扭矩的大小如图８ 和表６ 所示（在ＡＢＡＱＵＳ 中通过选择节点和曲线添加载荷）．

　　３.２ 应力分布规律分析

　　由图９ 叶片应力云图可以看出，应力最大的位置出现在根部，而且分布较为复杂，其最大值为１５ ＭＰａ．此外，应力从叶根部位向叶尖部位逐渐减小，各分块的处节点应力值的变化如图１０——１５ 所示．图１０ 为叶片根部截面的应力变化规律曲线，从图中可以看出根部的应力基本都保持在兆帕级以上，而且力的大小呈现一个正态分布的形式，其原因是叶片的承受力主要集中在迎风面，所以迎风面的压力较大，造成叶根部位迎风面的压力大于压力面．

　　图１０、图１１ 分别为后缘和前缘部位叶根到叶尖的应力变化曲线，可以看出：叶片表面的应力是从叶根向叶尖部位逐渐变小，而且在局部地方还有应力集中；后缘部位的应力突变的部位比前缘的多，而且变化更为严重，这是由于叶片翼型的后缘曲率较大，变化快，造成后缘应力集中部位较多．

　　３.２ 叶片根部复合材料应力变化规律分析

　　图１６～１８ 分别为叶根部位４５°、－４５°、９０°和０°铺设角度的Ｍｉｓｅｓ 应力云图，可以看出，由于复合材料的铺设角度不同，层和板的应力存在明显的差异， 最大应力出现在４５° 的铺层中， 为１５．２ ＭＰａ，出现在第２ 层，然后是９０°的铺层，为１５．１９ ＭＰａ，出现在第５８ 层，再然后为４５°铺层，为１５ ＭＰａ，出现在第１ 层，０°铺层的应力最小，是９．７ ＭＰａ，出现在第５２ 层．从应力云图中可以看到，随层数的变化，叶片上的应力差异在逐渐减小，而且应力最大的部位向叶片根部连接端移动．

　　图２０ 为叶根部位铺层自外向内的应力变化曲线，叶片根部部位单层层合板上的最大应力呈现周期性变化规律，与叶片根部铺层的铺设基本一致，虽然相同角度的不同位置的铺层上的应力有一定的差异，但总体上差异远小于铺设角度的差别．图２１ 为其最小应力的位置改变曲线，由图形可知，最小应力出现在中间靠近叶片内腔的位置，这是因为叶片受到外力的作用导致应力变化向内转移．

　　04

　　结 论

　　运用翼型设计软件Ｐｒｏｆｉｌｉ、分析软件Ｍａｔｌａｂ以及三维制图软件ＵＧ 和ＡＢＡＱＵＳ，能够创建更贴近实际工程的风机叶片模型，通过ＧＨ Ｂｌａｄｅｄ 计算载荷以及对叶片加载分析后得到以下结论：

　　１）在额定风速下，由于叶片的承受力主要集中在迎风面，导致叶片根部应力的大小呈现一个正态分布的形式，应力大小基本保持在兆帕级，最大应力为１５ ＭＰａ．

　　２）通过对叶片根部不同铺层应力分析可知：由于复合材料的铺设角度不同，层和板的应力存在明显的差异，最大应力出现在４５°的铺层中，为１５．２ ＭＰａ；第二是９０°的铺层，为１５．１９ ＭＰａ；之后为４５°铺层，为１５ ＭＰａ； ０°铺层的应力最小，是９．７ ＭＰａ．

　　３）对叶片根部复合材料层间力分析可知，——４５°铺层的层间应力最大，而且应力跟随铺设角度的不同而成周期性变化．

　　■ 来源:材料科学与工艺

　　猜你喜欢

　　：

风机叶片制图：风机叶片构造.ppt

　　明阳1.5MW风机叶片设计 1. 叶片由上下两个半壳、组成，并以由两个单向梁帽和两个多向的由夹层结构构成的抗剪腹板组成的梁作为结构支撑。 2. 梁帽由单向环氧玻璃玻纤组成，抗剪腹板由二维（+45°/-45°）环氧玻纤组成，叶片外壳由双轴和三轴（+45°/-45°/0°）的E-玻纤复合成型。根部由三轴E-玻纤增强。由轻木和部分的PVC泡沫作为芯材。为了获得边缘应有的刚性，后缘单向增强。上壳、下壳、梁帽和梁腹由各自的模具制造。上、下壳由前缘和后缘粘接成一体，同时和梁帽粘接。 3. 挡雨环和人孔盖由各自的模具制造，再粘结在叶片型腔内外 4. 叶片根部的连接设计成T杆连接形式。 明阳1.5MW风机叶片的基本构造 风机叶片基本术语 叶片： 具有空气动力形状、接受风能，使风能绕其轴转动 的主要构件 叶根： 风轮中连接叶片和轮毂的构件 叶尖： 叶片距离风能回转轴线的最远点 前缘： 翼型在旋转方向的最前端 后缘： 翼型在旋转方向的最后端 叶片长度： 叶片在展向上沿压力中心连线测得的最大长度 0°标记： 叶尖弦的标记。0°标记位于翼根法兰的外表和内部 重心： 叶片配重的中心。重心要做标记，这是因为重心在 叶片搬运时至关重要。 逆风面： 压力面，即叶片迎风的一面。 顺风面： 负压面，即叶片背风的一面。由于空气动力学的轮 廓形状，这一侧产生提升力。 预弯曲度： 叶片逆风方向预弯曲，以防止运转过程中叶片朝 向塔架变形。 导雷系统： 接收和传导雷电的系统 接收器： 装进叶片表面的金属设备来传导电流以使叶片 避免电击破坏。 叶片扭旋： 所有叶片轮廓截面上的叶片扭旋。 叶片（blade） 预弯 叶片截面图 结构胶粘接PS及SS面 腹板粘接 后缘（ Trialing edge）前缘（Leadling edge） 叶尖（tip of blade） 叶根（root of blade） 0°标记 挡雨环 人孔盖 铭牌 雷电峰值卡卡片夹 避雷系统电阻 叶片固定工装示意图 叶片固定工装 Ming Yang 1.5 MW / Loop 1 Development / December 2006 避雷系统 人孔盖 挡雨环 梁帽 腹板 外壳 叶片 迎风面（Pressure side） 背风面（Suction side） 叶尖接闪器 排水口 起吊标志 重心位置 螺栓连接 0°标记

风机叶片制图：麻江547风机叶片画图临沂风机

　　麻江547风机叶片画图临沂风机lz5d

　　山东临风科技股份有限公司，主营空气悬浮风机，多级离心鼓风机，离心通风机三大系列风机，包括三叶空气悬浮风机，CD系列多级离心鼓风机。多级离心鼓风机、三叶磁悬浮风机、稀释风机、 沼气增压风机专业制造

　　一起添加燃烧器油管喷嘴口的数量，减小喷嘴口的孔径来强化这种作用。终喷出的燃料分散均匀，一起颗粒很小。到达雾化的作用，这样燃烧器剩余的氮化物就会大大减小。可是这种低nox燃烧器对优品的要求也比较高，所以像甲醇，费油，以及重油都是不允许运用的，运用这种质料不光达不到低nox排放的目的，还简单损坏机器。说了这么多相

　　南通市环保设备风机2021全新价格表。对并联运行的风机应注意监视风机是否在喘振状态情况下运行。在正常运行中。检查管道内的风门是否处于开启状态。人员应远离风机。点动风机如遇下列情况应立即停机检查：风机发生强烈振动或碰擦声。电机电流突然上升，并超过电机的额定电流。电机轴承温度急剧。 就可以通过空隙，渗透进头发里面补水的效果也会更好

　　增加叶轮的叶片数则可提高叶轮的理论压力，因为它可以减少相对涡流的影响(即增加K值)，但是，叶片数目的增加，将增加叶轮通道的摩擦损失，这种损失将降低风机的实际压力而且增加能耗。

　　麻江547风机叶片画图临沂风机麻江547风机叶片画图尊敬的阁下： （联系人：孙成利 ）我公司(山东临风科技股份有限公司)常年向你提供：

　　1.各种离心、轴流、高温、防腐风机（PP塑料、不锈钢） 4-72 4-73 4-68 4-79 5-25 6-23 9-11 9-26 F6-30 ……

　　右边手里是airfly吹风机鱼子酱精华环吹干后的状态。头发很明显变得有光泽了有木有！用这款吹风机以后我再也没有涂过精油啦，不过要注意鱼子酱环有使用期限，要在拆封半年内使用哟，用完的话可以到旗舰店单买一个鱼子酱环，一百块左右可以用半年。

　　磁悬浮风机是中小型硫酸厂常用的鼓风机。在需用风量较小时，离心式鼓风机常因叶轮直径较小，一般每分钟2950转的转速下较难达到硫酸生产需用的压头而不适用。磁悬浮风机兼有往复式压气机和离心式鼓风机的优点，已具有往复式压气机在转速一定时风压稍有变化，送风量可保持不变，即保持转速与风量间正比关系的特点，也具有离心式鼓风机转速高，不用气阀和曲轴，重量较轻，应用方便等优。547风机叶片画图

　　2：磁悬浮风机、化铁炉风机 L13LD～L94WD HTD 8-09 9-12 10-19 10-24 ……

　　3：D系列、C系列多级离心鼓风机 D25～D700 C50～C500 ……

　　4：35T、75T、130T、240T 流化床风机 LG（Y）X35 、75 、130、240 …

　　5：硫酸钾复合肥风机 F9-28 W4-73 W4-72 W9-35 …… 欢迎贵公司来电来函洽谈业务！此致 顺祝：工作顺利，心想事成。

　　电 话：

　　联系人：孙成利

　　电 邮：

　　个人主页：

　　首要就是要能满足除尘功率的要求，一般要根据除尘布袋清灰强度的巨细，选定除尘滤袋基布的结构。

　　该振动筛设备升级原有振动筛的除杂方式，粮食从进料口进入振动箱后，经过双层振动筛振动除杂将粮食内的大杂和小杂排出，再由风机将轻杂和灰尘吸入玻璃螺旋刹克龙内，后粉尘和轻杂经过刹克龙下部的关风机出口从小杂口排出，整个排杂过程清晰可见，也可与小型脉冲布袋除尘器连接使用以达到环保要求。本机设计紧凑，结构合理，除杂除尘效果好，能耗低，移动轻巧，杂质收集方便。

　　环保空调可以说是众多厂房车间降温设备中蕞有效的。环保空调又叫蒸发冷风机，通过蒸发水汽来达到吸收热量的效果，然后经由风机往室内输送新鲜的自。 普通或中空玻璃，采用传统温室系统铝合金型材镶嵌，边缘与铝合金型材连接处采用具有抗老化乙丙橡胶条密封，玻璃温室通风设计目的研究主要原因是为了可以排除温室的余热及温室内的水分,调整温室内空气污染成分,排除一些有害气体,使温室内的环境不同温度。

　　（请保留此附件，以便在以后的工作设计及采购过程中，能起微薄之力）

　　山东临风科技股份有限公司，主营空气悬浮风机，多级离心鼓风机，离心通风机三大系列风机，包括三叶空气悬浮风机，CD系列多级离心鼓风机。

　　如：燃烧器风机压力开关输入、温度控制输入、燃料压力开关输入等。

　　还有一个影响烹饪者情绪的痛点就是厨房的噪音，油烟机加上烹炒煎炸的声音已然非常大了，如果再加上空调的轰隆声，势必会让人心烦意乱。而西屋厨房空调针对不同的厨房场景，采用了隐藏式、外置式二种主机，室内的风口采用无风机和换热部件设计，通过专业消音风道及卡扣式接口设计，加上的卧式压缩机，让空调在使用时始终保持低于42分贝的超静音运行。

　　上文提到传统空调采用内循环送风的模式，长久使用油烟会黏在空调滤网、蒸发器、风机和出口叶片上。而西屋厨房空调采用了无回风设计，全自动闭合风口，能够杜绝油烟进入机器内部。加上ABS的高端。 如果详细给风机划分分类的话，就有七大类可以细分，为离心式压缩机，轴流式压缩机，离心式鼓风机，磁悬浮风机，离心式通风机，轴流式通风机和叶氏鼓风机这些类型的风机已经被各行各业所接受，很多企业以为风机的发展已经成型了。

磁悬浮风机 长沙 磁悬浮风机供应商 磁悬浮风机有什么工作原理

咨询电话：400-966-0628