風(fēng)力發(fā)電技術(shù)教案 (2)

1、天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院Tianjin Chinesisch-Duetsches Berufliches TechnikinstitutTianjin Sino-German Vocational Technical College 教 師 教 案課程名稱風(fēng)力發(fā)電技術(shù)班級學(xué)期學(xué) 時2累計學(xué)時教師上課日期課程類型理論+演示實驗課程名稱（章、節(jié)）第三章風(fēng)力機工作的基本原理第二節(jié)風(fēng)力機的種類（理：1h）第三節(jié)風(fēng)力機是如何轉(zhuǎn)起來的（理：1h）第四節(jié)風(fēng)力機的功率（理：1h）第五節(jié)風(fēng)力機的功率調(diào)節(jié)（理：1h）教學(xué)目的要 求知識教學(xué)目標(biāo)：了解風(fēng)力機的種類與特點；理解風(fēng)力機旋轉(zhuǎn)的的原理；掌握風(fēng)力機功率、功率調(diào)節(jié)的

2、概念，為學(xué)生在后續(xù)課程中的學(xué)習(xí)打下必要的理論基礎(chǔ)。職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)：理解風(fēng)力機功率的公式，掌握其每一部分的意義，單位；掌握常用的風(fēng)力機功率調(diào)節(jié)的方法；了解相關(guān)的控制方式。培養(yǎng)學(xué)生思考問題，分析問題的能力。教學(xué)重點葉片翼型、葉尖速比；風(fēng)力機的功率、風(fēng)力機的功率調(diào)節(jié)。教學(xué)難點風(fēng)力機的功率、風(fēng)力機的功率調(diào)節(jié)。主要教具設(shè)備材料自制小風(fēng)車、多媒體課件等。課后記1、通過PPT、演示實驗，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時，也給學(xué)生一定的思考空間。2、本單元比較枯燥，注意聽取學(xué)生反饋，探詢學(xué)生的興趣點。頭腦風(fēng)暴天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院Tianjin Chinesisch-Duetsches Berufliches Te

3、chnikinstitutTianjin Sino-German Vocational Technical College教學(xué)內(nèi)容（板書）教學(xué)步驟、方法時間 第二節(jié) 風(fēng)力機的種類一、分類兩類：水平軸風(fēng)力機，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸與風(fēng)向平行；垂直軸風(fēng)力機，風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)軸垂直于地面或氣流方向。1、請同學(xué)用空氣動力學(xué)分析？15 min二、水平軸風(fēng)力機水平軸風(fēng)力機的風(fēng)輪圍繞一個水平軸旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪軸與風(fēng)向平行，風(fēng)輪上的葉片是徑向安置的，與旋轉(zhuǎn)軸相垂直，并與風(fēng)輪的旋轉(zhuǎn)平面成一角度（稱為安裝角）。三、垂直軸風(fēng)力機垂直軸風(fēng)力機的風(fēng)輪圍繞一個垂直軸旋轉(zhuǎn)，風(fēng)輪軸與風(fēng)向垂直。其優(yōu)點是可以接受來自任何方向的風(fēng)，因而當(dāng)風(fēng)向改變時，無

4、需對風(fēng)。由于不需要調(diào)向裝置，使它的結(jié)構(gòu)設(shè)計簡化。垂直軸風(fēng)力機的另一個優(yōu)點是齒輪箱和發(fā)電機可以安裝在地面上，十分便于維修。1. 屏障平板式風(fēng)力機2. 風(fēng)杯式阻力差風(fēng)力機3. S式阻力差風(fēng)力機4、薩渥紐斯風(fēng)力機5. 塞內(nèi)加爾式風(fēng)力機 2、從不同角度去分析。30min教學(xué)方法1、講解2、提問3、互動 6. 達里厄型風(fēng)力機 天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院Tianjin Chinesisch-Duetsches Berufliches TechnikinstitutTianjin Sino-German Vocational Technical College教學(xué)內(nèi)容（板書）教學(xué)步驟、方法時間7. 裝雙S式風(fēng)輪的

5、達里厄風(fēng)力機第三節(jié) 風(fēng)力機是如何轉(zhuǎn)起來的請同學(xué)們做一個升力實驗。（一）葉片翼型的幾何形狀與空氣動力學(xué)特性風(fēng)的速度為矢量v，方向與翼型平面平行。有關(guān)翼型幾何形狀定義如下，翼型的尖尾點稱為后緣，圓頭上A點為前緣，連接前、后緣的直線AB長為l，稱為翼弦。AMB為翼型上表面，ANB稱為翼型下表面，從前緣到后緣的彎曲虛線叫做翼型的中線，攻角i是翼弦與氣流速度矢量v之間的夾角。（二）風(fēng)輪空氣動力學(xué)的幾何定義與風(fēng)輪有關(guān)的幾何定義有：1風(fēng)輪軸：風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)運動的軸線。2旋轉(zhuǎn)平面：與風(fēng)輪軸垂直，葉片在旋轉(zhuǎn)時的平面。3風(fēng)輪直徑R：風(fēng)輪掃掠面的直徑。4葉片軸：葉片縱向軸，繞此軸可以改變?nèi)~片相對于旋轉(zhuǎn)平面的偏轉(zhuǎn)角（安裝角

6、）。5在半徑r處的葉片截面：葉片與半徑為r并以風(fēng)輪軸為軸線的圓柱相交的截面（如圖3-38中的陰影部分）。6安裝角或槳矩角：在半徑r處翼型的弦線與旋轉(zhuǎn)面的夾角，如圖3-38所示。圖3-38 風(fēng)輪翼型（三）葉素特性風(fēng)輪葉片在半徑r處的一個基本單元稱葉素。（四）葉尖速比風(fēng)輪葉片尖端線速度與風(fēng)速之比稱為葉尖速比，用來表示風(fēng)輪運行速度的快慢。升力型風(fēng)力機葉尖速比一般為3至8 。（五）實度比風(fēng)力機葉片的總面積與風(fēng)通過風(fēng)輪的面積（風(fēng)輪掃掠面積）之比稱為實度比（容積比）10min35min天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院Tianjin Chinesisch-Duetsches Berufliches Technikins

7、titutTianjin Sino-German Vocational Technical College教學(xué)內(nèi)容（板書）教學(xué)步驟、方法時間（三）葉素特性（四）葉尖速比風(fēng)輪葉片尖端線速度與風(fēng)速之比稱為葉尖速比，用來表示風(fēng)輪運行速度的快慢。 圖3-40是一個風(fēng)力機的葉輪，u是旋轉(zhuǎn)的風(fēng)力機風(fēng)輪外徑切線速度，v是風(fēng)進葉輪前的速度，葉尖速比：升力型風(fēng)力機葉尖速比一般為3至8 。葉尖速比直接反映了相對風(fēng)速與葉片運動方向的夾角，即直接關(guān)系到葉片的攻角，是分析風(fēng)力機性能的重要參數(shù)。圖3-40 葉尖速比概念圖（五）實度比風(fēng)力機葉片的總面積與風(fēng)通過風(fēng)輪的面積（風(fēng)輪掃掠面積）之比稱為實度比（容積比）。（六）垂直的葉片是如何帶動風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)？第四節(jié)風(fēng)力機的功率風(fēng)輪從風(fēng)中吸收的功率可以用下面的公式表示，即式中：P 為風(fēng)輪輸出的功率；CP 為風(fēng)輪的功率系數(shù)；A 為風(fēng)輪掃掠面積； 為空氣密度；45min天津中德職業(yè)技術(shù)學(xué)院Tianjin Chinesisch-Duetsches Berufliches TechnikinstitutTianjin Sino-German Vocational Technical College教學(xué)內(nèi)容（板書）教學(xué)步驟、方法時間v 為風(fēng)速；第五節(jié) 風(fēng)力機的功率調(diào)節(jié)風(fēng)力