一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置的製作方法

2023-04-28 03:52:06 1

本實用新型涉及一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置，屬於風力發電技術領域。

背景技術：

大鈍尾緣以其較好的結構性能廣泛應用於大型風電機組的葉片當中，但大鈍尾緣翼型氣動噪聲較大。目前風力發電機組葉片氣動噪聲的問題日益突出，而且針對大鈍尾緣翼型氣動噪聲的問題還未有良好的解決方案。大厚度鈍尾緣翼型氣動噪聲源主要是大尺度的尾緣脫落渦噪聲，大大降低尾緣脫落渦噪聲可以有效減小大厚度鈍尾緣翼型氣動噪聲。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於，提供一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置，該裝置可大幅度減小大鈍尾緣翼型氣動的噪聲，解決了風力發電機組葉片氣動噪聲的問題。

為解決上述技術問題，本實用新型採用如下的技術方案：一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置，包括鈍尾緣體和鋸齒形尾緣體，鈍尾緣體和鋸齒形尾緣體連接，鋸齒形尾緣體包括上鋸齒部和下鋸齒部，上鋸齒部與固定板體連接，固定板體與下鋸齒部連接，固定板體通過螺栓固定於鈍尾緣體的尾緣平面上。固定在鈍尾緣體上的鋸齒形尾緣體可以有效防止流體發生脫落時產生的尾緣脫落渦，降低尾緣脫落渦噪聲，從而大大降低風力發電機組葉片的氣動噪聲。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述鈍尾緣體的翼型弦長為C，C的取值範圍為0.8～1.2m。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述上鋸齒部的長度L1取值為0.1C。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述下鋸齒部的長度L2取值為0.1C。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述上鋸齒部與固定板體之間設有夾角α，α的取值範圍為70°～80°。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述下鋸齒部與固定板體之間設有夾角β，β的取值範圍為70°～80°。設置α和β夾角可以使該裝置的翼型升力係數增加，同時可以減小本裝置的形阻，同時也可以減小流體脫落時產生的尾緣脫落渦的噪聲。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述固定板體上設置有安裝孔，螺栓穿過安裝孔將固定板體固定於尾緣平面上。通過設置安裝孔，採用螺栓固定件安裝的方式，使本實用新型易於安裝，增強了推廣使用的可能性。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述安裝孔的直徑的取值為0.005C；相鄰的安裝孔之間的間距為0.2C。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述上鋸齒部、下鋸齒部與固定板體的厚度相同，厚度d的取值為0.005C。

前述的一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置中，所述上鋸齒部的第一翼型尖角與下鋸齒部的第二翼型尖角交錯或者對稱設置。第一翼型尖角和第二翼型尖角的對稱設置或交錯設置，均可達到減小尾緣脫落渦噪聲的目的，且降噪效果明顯。

與現有技術相比，本實用新型通過在鈍尾緣體的尾緣平面上固定一個鋸齒形尾緣體，不僅能夠改善大厚度鈍尾緣翼型的空氣動力學特性，對於來流湍流強度較大時翼型的渦流進行有效阻擋和分割，而且能夠在大大降低大厚度鈍尾緣翼型的氣動噪音，提升葉片風能利用率及風力機的運行穩定性；本實用新型結構設計簡單，易於安裝和推廣使用。

附圖說明

圖1是本實用新型的一種實施例的結構示意圖；

圖2為本實用新型的鋸齒形尾緣體結構示意圖；

圖3為本實用新型的鈍尾緣體結構示意圖；

圖4為本實用新型的正面示意圖；

圖5為本實用新型的鋸齒形尾緣體的正面示意圖；

圖6為本實用新型的相鄰安裝孔的示意圖。

附圖標記：1-鈍尾緣體，2-鋸齒形尾緣體，3-上鋸齒部，4-下鋸齒部，5-固定板體，6-尾緣平面，7-安裝孔，8-第一翼型尖角，9-第二翼型尖角。

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步的說明。

具體實施方式

本實用新型的實施例1：一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置，包括鈍尾緣體1和鋸齒形尾緣體2，鈍尾緣體1和鋸齒形尾緣體2連接，鋸齒形尾緣體2包括上鋸齒部3和下鋸齒部4，上鋸齒部3與固定板體5連接，固定板體5與下鋸齒部4連接，固定板體5通過螺栓固定於鈍尾緣體1的尾緣平面6上。鈍尾緣體1的翼型弦長為C，C為1m。固定在鈍尾緣體上的鋸齒形尾緣體2可以有效防止流體發生脫落時產生的尾緣脫落渦，降低尾緣脫落渦噪聲，從而大大降低風力發電機組葉片的氣動噪聲。

本實用新型的實施例2：一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置，包括鈍尾緣體1和鋸齒形尾緣體2，鈍尾緣體1和鋸齒形尾緣體2連接，鋸齒形尾緣體2包括上鋸齒部3和下鋸齒部4，上鋸齒部3與固定板體5連接，固定板體5與下鋸齒部4連接，固定板體5通過螺栓固定於鈍尾緣體1的尾緣平面6上。鈍尾緣體1的翼型弦長為C，C為1m。上鋸齒部3的長度L1取值為0.1C，即0.1m。下鋸齒部4的長度L2取值為0.1C，即0.1m。上鋸齒部3與固定板體5之間設有夾角α，α的取值為70°。下鋸齒部4與固定板體5之間設有夾角β，β的取值為70°。固定板體5上設置有安裝孔7，螺栓穿過安裝孔7將固定板體5固定於尾緣平面6上。

本實用新型的實施例3：一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置，包括大厚度鈍尾緣體1和鋸齒形尾緣體2，大厚度鈍尾緣體1和鋸齒形尾緣體2連接，鋸齒形尾緣體2包括上鋸齒部3和下鋸齒部4，上鋸齒部3與固定板體5連接，固定板體5與下鋸齒部4連接，固定板體5通過螺栓固定於大厚度鈍尾緣體1的尾緣平面6上。大厚度鈍尾緣體1的翼型弦長為C，C的取值範圍為1m。上鋸齒部3的長度L1取值為0.1C，即0.1m。下鋸齒部4的長度L2取值為0.1C，即0.1m。上鋸齒部3與固定板體5之間設有夾角α，α的取值為76°。下鋸齒部4與固定板體5之間設有夾角β，β的取值為76°。固定板體5上設置有安裝孔7，螺栓穿過安裝孔7將固定板體5固定於尾緣平面6上。安裝孔7的直徑為0.005m；相鄰的安裝孔7之間的間距為0.2m。上鋸齒部3、下鋸齒部4與固定板體5的厚度相同，厚度d為0.005m。上鋸齒部3的第一翼型尖角8與下鋸齒部4的第二翼型尖角9對稱設置。固定在大厚度鈍尾緣體1上的鋸齒形尾緣體2可以防止流體發生脫落時產生的尾緣脫落渦，對稱設置的第一翼型尖角8和第二翼型尖角9的作用，使大尺度脫落渦破碎成小尺度旋渦，從而降低尾緣脫落渦噪聲，進而大大降低風力發電機組葉片的氣動噪聲。

本實用新型的實施例4：一種大厚度鈍尾緣翼型的降噪裝置，包括鈍尾緣體1和鋸齒形尾緣體2，鈍尾緣體1和鋸齒形尾緣體2連接，鋸齒形尾緣體2包括上鋸齒部3和下鋸齒部4，上鋸齒部3與固定板體5連接，固定板體5與下鋸齒部4連接，固定板體5通過螺栓固定於鈍尾緣體1的尾緣平面6上。鈍尾緣體1的翼型弦長為C，C的取值為0.8m。上鋸齒部3的長度L1取值為0.1C，即0.08m。下鋸齒部4的長度L2取值為0.1C，即0.08m。上鋸齒部3與固定板體5之間設有夾角α，α的取值為80°。下鋸齒部4與固定板體5之間設有夾角β，β的取值為80°。固定板體5上設置有安裝孔7，螺栓穿過安裝孔7將固定板體5固定於尾緣平面6上。安裝孔7的直徑為0.004m；相鄰的安裝孔7之間的間距為0.16m。上鋸齒部3、下鋸齒部4與固定板體5的厚度相同，厚度d為0.004m。上鋸齒部3的第一翼型尖角8與下鋸齒部4的第二翼型尖角9交錯設置。第一翼型尖角8和第二翼型尖角9均為三角齒形狀，破碎尾緣脫落渦的效果好。本裝置結構簡單，易於加工安裝，及推廣使用。

以上對本實用新型的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本實用新型並不局限於上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的範圍內做出各種變形或修改，這並不影響本實用新型的實質內容。

本實用新型的一種實施例的工作原理：

流體在鈍尾緣體1處發生脫落時會產生大尺度的尾緣脫落渦，本實用新型通過在鈍尾緣體1的尾緣平面6上固定一個鋸齒形尾緣體2，該鋸齒形尾緣體2可以有效破壞掉大尺度的尾緣脫落渦，使大尺度脫落渦破碎成小尺度旋渦，從而大大降低尾緣脫落渦噪聲；設置上鋸齒部3與固定板體5之間的夾角α及下鋸齒部4與固定板體5之間的夾角β，可以增加本裝置的翼型升力係數，同時可減小本裝置的形阻及尾緣分離渦噪聲。

其中，選擇鋸齒形尾緣體2的長度時，要求既要起到一定的降噪效果，又要保證風力發電機組葉片的結構強度。經過計算，鋸齒尾緣長度L1＝0.1C時降噪效果最好。當上鋸齒部3和下鋸齒部4的長度大於0.1C時，風力發點機組葉片的軸向載荷會增加很多，不能保證葉片強度；當上鋸齒部3和下鋸齒部4小於0.1C時，鋸齒尾緣體2不能有效破碎尾緣脫落渦。

上鋸齒部3和下鋸齒部4的厚度d主要是保證鋸齒尾緣體2的結構強度。上鋸齒部3與下鋸齒部4太厚，會大大增加葉片的重量，影響葉片結構的安全性；上鋸齒部3與下鋸齒部4太薄會降低鋸齒尾緣體2的強度，所以經過計算，當上鋸齒部3和下鋸齒部4的厚度d＝0.005C時效果最佳。

α、β角主要是從鋸齒形尾緣體2降噪效果及翼型鈍尾緣體1的升、阻力之間的最佳效果優化得到的。如果該α、β角過大，降噪效果好一些，但翼型鈍尾緣體1的阻力會增加太多；如果α、β過小，翼型鈍尾緣體1的阻力增加不明顯，但降噪效果較差。所以綜合本裝置的氣動性能及降噪效果，α、β角在70°～80°的範圍內所得到效果較佳，其中α＝76且β＝76°時最佳效果。

安裝孔7的直逕取決於安裝工藝，要求安裝孔7的直徑滿足安裝強度，經計算，當孔徑為0.005C時可以滿足安裝要求。