大型風(fēng)力機(jī)復(fù)合材料葉片的氣動(dòng)外形和載荷設(shè)計(jì)

　　（3）風(fēng)輪直徑。由葉片適用的風(fēng)區(qū)，如果是IECI類風(fēng)區(qū)，額定風(fēng)速較高，風(fēng)輪直徑會(huì)較小；相反，如果是IECII類風(fēng)區(qū)或更差，要求額定風(fēng)速會(huì)更低，風(fēng)輪直徑更大。確定了風(fēng)輪直徑，根據(jù)輪轂半徑及風(fēng)輪錐角等可得出葉片的長(zhǎng)度。
　　（4）風(fēng)輪轉(zhuǎn)速。一般應(yīng)先確定葉片運(yùn)行的尖速比范圍，在設(shè)計(jì)的尖速比上，所有的空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)接近于它們的最佳值，以及風(fēng)輪效率達(dá)到最大值。目前運(yùn)行的大功率風(fēng)機(jī)都具有較高的尖速比，在6~8范圍內(nèi)，此類風(fēng)機(jī)具有較高的風(fēng)能利用系數(shù)，同時(shí)較高尖速比的風(fēng)力機(jī)葉片成本也低。根據(jù)風(fēng)輪設(shè)計(jì)風(fēng)速和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速確定的尖速比應(yīng)在此范圍內(nèi)。由于控制氣動(dòng)噪聲的原因，葉尖線速度一般在70m/s附近(海上風(fēng)電機(jī)組略有放開)，這決定了風(fēng)輪的最大轉(zhuǎn)速。
　　（5）風(fēng)輪仰角和風(fēng)輪錐角，防止葉尖與塔架碰撞。
　　（6）翼形族的選擇。失速型葉片必須選擇失速性能優(yōu)良的翼型，變速變距葉片一般選擇具有良升阻比特性的翼型。為滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，葉片根部一般選用大厚度翼型，其相對(duì)厚度根據(jù)強(qiáng)度要求從根端的100%(圓形)過渡到40%左右。翼型的空氣動(dòng)力學(xué)特性是葉片氣動(dòng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)參數(shù)，風(fēng)力機(jī)葉片的運(yùn)行迎角范圍是-180°~180°，雷諾數(shù)的范圍也比較寬，在106~107之間。
　　2.2動(dòng)量葉素理論
　　2.2.1動(dòng)量理論
　　動(dòng)量理論(MomentumTheory)定義了一個(gè)通過風(fēng)輪平面的理想流管，見圖1，、、分別表示來流風(fēng)速、流過風(fēng)輪風(fēng)速、風(fēng)輪后尾流速度[3]。