风力发电机基础理论与设计
2.2风力机的分类
国内外风力机的结构形式繁多，从不同的角 度有多种分类方法。
①按风轮轴与地面的相对位置，分为水平轴式风力机和垂直轴(立轴)式风力机。 ②按叶片工作原理，分为升力型风力机和阻力型风力机 。
③按风力机的用途分类，有风力发电机、风力提水机、风力铡草机、风力脱谷机等。 ④按风轮叶片的叶尖线速度与吹来的风速之比的大小来分，有高速风力机(比值大3)和低速风力机(比值小3)；也有把该比值 2～5者称为中速风力机 。
⑤按风力机容量大小分类：国际上通常将风力机组分为小型(100 kW 以下)、中型(100~1000kW)和大型(1 000 kW 以上)3种；我国则分成微型(1 kW2.1 以下)、小型(1～10 kW)、中型(10~100 kW)和大型(100 kW 以上)4种；也有的将 l 000kW 以上的风机称为巨型风力机。
⑥按风轮相对于塔架的位置 ，分为上风式(前置式)风力机和下风式(后置式)风力机 。 ⑦按风轮的叶片数量，分单叶片、双叶片、三叶片、四叶片及多叶片式风力机。 现在各国应用较多的是水平轴、升力型和少叶式的风力发电机(多数为 2—3个叶片) 风力机翼型的概念
2.3 翼型的几何参数及气动特性
2.3.1翼型的几何参数
翼型定义：叶片展向长度趋于无穷小时叫翼型。 常见的翼型形状有如图所示几种：
对称翼型
双凸翼型
S型翼型
平凸翼型
下图为一任意形状的翼，其几何尺寸和参数如下：
1．弦长(即翼弦)b
翼型最前点(前缘)与最后点(后缘)的连钱称翼弦，它的长度称弦长用b表示。
当前、后缘厚度不为0时，翼弦定义为前缘中点与后缘中点的连线。 2．厚度(指最大厚度)c
是上、下翼面在垂直于翼弦方向的距离，其中最大者称最大厚度，用c表示。
3．相对厚度c
c最大厚度c与弦长b的比值，用c?表示。
b4．最大厚度位置c?
指最大厚度线到前线点的弦向距离记作c?。 5．最大厚度相对位置c?
指最大厚度位置c?与弦长b的比值，用c??c?表示。 b6．弯度f
翼型厚度中点的连线称中弧线，它与翼弦之间的最大距离称弯度，用f表示。 7．相对弯度f
最大弯度f与弦长b的比值。 8．攻角（迎角）i
? 来流速度V与弦线间的夹角。 9．零升力角?0
弦线与零升力线间的夹角。 10．升力角?
来流速度方向与零升力线间的夹角。i????0 此处?0是负值，?和
i是正值。
11．前后缘半径、后缘角
翼型前缘点的内切圆半径称为翼剖面前缘半径，以r?表示，亚音速翼型前缘是圆
的，超音速翼型前缘是尖的，以前缘点上下翼面切线的夹角?1表示。
翼型前缘半径与前缘角
翼型后缘点b的内切圆半径称为翼型后缘半径，以rt表示，若后缘为尖的，则以后缘点上下翼面的切线夹角?t表示，称为后缘角。见下图
2.3.2作用在运动翼型上的力
假定翼型处于静止状态，而空气以相同的速度从反方向吹来。作用在翼型上的气动力不改变其大小。气动力只取决于相对速度和攻角的大小。为了便于研究，先研究静止的叶片置于均匀来流速度V中，此时，作用在叶片翼型表面上的空气压力是不均匀的，上表面压力减少，下表面压力增加。翼型压力变化图如下
根据伯努力定理，与远离翼型的未受干扰气流相比，叶片翼型上方的气流速度高，而下方则低。因而上表面压力小于下表面压力，上下表面压差的合力在翼型剖面上形成了升力、阻力、力矩等气动力。
翼型周围的气流可以看作是下面两类气流的合成：一类是一当处于均匀气流中，在零升力条件下流过翼型的气流；另一类是围绕翼型的环流，从下表面流回到上表面。翼型的升力是由后者产生的。
作用在翼型上的力
1212F??CSV?v?scr R为总气动力：r22式中 ?——空气密度；
S——叶片面积，它等于叶片长与翼弦的乘积； Cr——总的气动系数。
?该力可以分解为两个分力：一个是平行于气流速度V的分力Fd，称为阻力；?一个是垂直于气流速度V的分力Fl，称为升力。
1?ClSV2 21D为阻力：Fd??CdSV2
2R2?L2?D2
压力中心：是指气动合力的作用点,它是空气动力合力作用线和弦线的交点,作用在压力中心上的力只有升力和阻力。
L为升力：Fl?2 Cr2?Cl2?Cd
升力特性：
翼型升力特性曲线：
从中可以看出，
翼型阻力特性曲线