翼型的葉尖速比與攻角,失速

1、在空氣動(dòng)力學(xué)中，失速是指翼型氣動(dòng)攻角(Angle of attack)增加到一定程度(達(dá)到臨界值) 時(shí)，翼型所產(chǎn)生的升力(lift force)突然減小的一種狀態(tài)。翼型氣動(dòng)迎角超過(guò)該臨界值之前，翼 型的升力是隨迎角增加而遞增的；但是迎角超過(guò)該臨界值后，翼型的升力將遞減。尾流是指在飛行時(shí)，由于翼尖處上下表面的空氣動(dòng)力壓力差，產(chǎn)生一對(duì)繞著翼尖的閉合渦旋，翼型的葉尖速比與攻角要使在氣流中運(yùn)行的翼型有最大的升力與較小的阻力，翼型必須有 理想的攻角，水平軸風(fēng)力機(jī)在風(fēng)速與轉(zhuǎn)速不變時(shí)其葉片的攻角也不變， 而傳統(tǒng)的達(dá)里厄風(fēng)力機(jī)的葉片是固定的，也就是在風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)一周時(shí)翼型 自身也旋轉(zhuǎn)360度，其攻角是在不停的變化

2、。下面就是翼型旋轉(zhuǎn)在4個(gè) 象限時(shí)的攻角計(jì)算輔圖。囹公葉片攻角圈（90-180S ）圖1.葉片攻角圖I 0-90度）為了便于觀察分析，圖中風(fēng)輪半徑縮小，攻角夸大。V是外來(lái)風(fēng)速，u是葉片線(xiàn)速度，w是相對(duì)風(fēng)速，a是攻角，0是葉片繞風(fēng)輪轉(zhuǎn)角（葉 片位置）。由于風(fēng)力機(jī)由2個(gè)以上的葉片構(gòu)成，在上風(fēng)側(cè)做過(guò)功的風(fēng)速 會(huì)降低，我們近似認(rèn)為翼型在上風(fēng)側(cè)（0至180度）與下風(fēng)側(cè)（180至 360度）的風(fēng)向不變、但風(fēng)能損失30%，下風(fēng)側(cè)風(fēng)速降低至84%。按圖1來(lái)計(jì)算攻角，tana = vr /( vt +u)vr= v*sin0vt= v*cos0tana = v*sin0 /( v*cos0 +u)= sin0 /

3、(cos0 +u/v)式中u/v是葉尖速比入a = arctan(sin(0 ) /( cos(0 ) +入)(1.1)按圖2、圖3、圖4來(lái)計(jì)算結(jié)果相同，就不再列舉了。設(shè)葉尖速比 入分別為2、3、4、5、6，用MATLAB軟件計(jì)算相應(yīng)的攻角在0至360 度的變化曲線(xiàn)，通過(guò)計(jì)算得出如下曲線(xiàn)圖。，葉尖速比為2 葉尖速比為3葉尖速比為& 。十尖速比為5 Ot尖速比為5!-IIta03060 90 120 150 180 210 240 270 30C 330 360葉片位置圖中每一根曲線(xiàn)顯示了翼型在相應(yīng)葉尖速比下的攻角變化，這個(gè)葉尖速比是按整個(gè)風(fēng)輪計(jì)算的，實(shí)際上在下風(fēng)面風(fēng)速減慢，葉尖速比要比上風(fēng)面大一些。根據(jù)對(duì)稱(chēng)翼型的升力系數(shù)與攻角間的關(guān)系，失速角一般在11至13度，理想狀態(tài)下可達(dá)15度，所以翼型的最大攻角不要超過(guò)15度。從以上圖中可看出只有在葉尖速比大于4時(shí)，翼型的最大攻角才不超過(guò)15