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叶片是风电机组的关键部件之一,其性能在很大程度上决定了风电机组的可靠性和风能利用的经济性。叶片安装误差对风电机组可能产生的影响有:由于叶片安装误差的影响,使其改变了叶片翼型的气动性能,导致风轮空气动力学特性的改变,并且安装误差可能会造成风电机组叶片质量不平衡,引起风电机组的振动,增大相关部件的动载荷,从而加速风轮的疲劳,降低风电机组的可靠性,风电机组运行效率也会降低,缩短风电机组的寿命。但是,目前针对叶片安装误差对风电机组性能影响的相关研究很少,在此,本文基于风电机组设计与分析软件——GH -Bladed ,针对某3MW 大型风电机组叶片,改变其安装角的大小,对风电机组一系列的性能参数进行分析,为风电机组研究提供参考。
叶素动量理论及其修正
叶素动量理论(BEM) 是目前使用最为广泛的风电机组叶片气动性能的计算理论,它综合考虑了动量理论和叶素理论。由BEM 理论可知,为了计算风电机组性能,必须计算风轮旋转平面中的轴向诱导因子和切向诱导因子a、b,二者可由式(1)、(2)通过迭代的方法可求得:
式中,σr—局部实度,φ—入流角,Cx—叶素法向力系数,Cy—叶素切向力系数。
采用Prandtl 修正理论,进行如下定义:
式中,F—损失因子,Ft—叶尖损失因子,
式中,
修正因子Fh表达式与Ft是相同,只是f不同,表达式为:
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