● 摘要
本文利用Wilson方法设计出一套1.5MW水平轴式风力机叶片。根据Wilson性能计算方法计算了风轮的风能利用系数，扭矩系数和推力系数。利用自行设计建造的试验台架，在北京航空航天大学D-4风洞对设计方案进行风洞气动性能试验，测量风轮的功率、扭矩和推力，测量启动风速和启动力矩。自行发展了一套对试验结果进行雷诺数效应修正的方法。主要结果总结如下：1. 基于NACA44系列翼型设计出一套直径为70m的1.5MW水平轴式风力机叶片。在Wilson性能计算中，最大风能利用系数达到0.487，对应最佳尖速比为6.1，额定功率可达1.9MW。2. 风洞试验结果表明：试验结果重复性好。在额定状态测得的模型风能利用系数CP为0.4089，最大风能利用系数CPmax为0.4197。模型的启动风速为4.16m/s，对应的启动力矩为0.034Nm。所测得试验数据和理论计算有一定误差。3. 利用自己推导和发展的雷诺数修正方法对试验结果进行雷诺数效应修正，并与文献中雷诺数修正方法结果进行比较。修正后的额定风能利用系数为0.4677，最大风能利用系数为0.4733，由雷诺数效应引起的风能利用系数偏差为12.6％。修正后的最大风能利用系数结果与理论计算结果比较接近，仅低2.8％。相比文献中修正结果，自己发展的雷诺数效应修正方法所得修正曲线与理论计算曲线更接近，吻合的更好。
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