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风力发电机叶片（第2版）
- 作者：蔡新 王浩;汪亚洲;许波峰
- 出版社：中国水利水电出版社
- 出版日期：2022年05月
- ISBN：978-7-5226-0504-3
- 页数：248
优惠价:
¥
40.80
定价:
¥
68.00
标签：风能
图书详情
内容简介
本书是《风力发电工程技术丛书》之一。本书详细介绍了风力发电机叶片的结构特点、受力特点及工作性态。主要内容包括风力机叶片翼型、空气动力学、叶片载荷、叶片材料及制造工艺、叶片结构设计、叶片结构分析、叶片颤振、叶片疲劳、叶片最优体型设计、叶片运行调控与维护等。
本书可供从事风力发电技术领域科研、设计、施工及运行管理的工程技术人员阅读参考，也可作为高等院校相关专业师生的教学参考书。
目录
- 作者简介
- 《风力发电工程技术丛书》第1版编委会
- 本书编委会
- 第2版前言
- 第1版前言
- 第1章 绪论
- 1.1 风与风能利用
- 1.1.1 风能特点
- 1.1.2 风能利用方式
- 1.1.3 风力机的应用及发展
- 1.2 风力机
- 1.2.1 水平轴风力机
- 1.2.1.1 风轮
- 1.2.1.2 机舱及其部件
- 1.2.1.3 塔架
- 1.2.1.4 基础
- 1.2.2 垂直轴风力机
- 1.2.2.1 叶片
- 1.2.2.2 转子中心支柱
- 1.2.2.3 水平支撑杆
- 1.2.2.4 刹车装置
- 1.2.2.5 变速箱
- 1.2.2.6 传动机构
- 1.2.2.7 发电机
- 1.3 风力机叶片
- 1.3.1 叶片设计技术的发展
- 1.3.1.1 叶片气动设计
- 1.3.1.2 叶片结构设计与材料工艺
- 1.3.1.3 叶片制作工艺
- 1.3.1.4 叶片存在的主要问题
- 1.3.2 风力机叶片发展趋势
- 1.3.2.1 风电由陆地转向海洋
- 1.3.2.2 增强叶片可靠性
- 1.3.2.3 优化叶片气动外形
- 1.3.2.4 提升叶片自适应能力
- 1.3.2.5 绿色环保叶片研发
- 第2章 风力机叶片翼型
- 2.1 翼型的起源
- 2.2 翼型几何参数
- 2.2.1 翼弦与弦长
- 2.2.2 前缘与前缘半径
- 2.2.3 后缘、后缘厚度与后缘角
- 2.2.4 翼型厚度
- 2.2.5 翼型弯度线
- 2.3 翼型空气动力学
- 2.3.1 翼型气动力
- 2.3.2 雷诺数
- 2.3.3 翼型边界层理论
- 2.3.4 翼型环流及气动力特征
- 2.4 翼型设计与优化方法
- 2.4.1 2D型线保角变换
- 2.4.2 形状函数控制方法
- 2.4.3 解析函数线性叠加法
- 2.4.4 CST参数化方法
- 2.5 叶片专用翼型设计理论及发展
- 2.5.1 发展现状
- 2.5.2 设计要求
- 思考题
- 第3章 风力机空气动力学
- 3.1 一维动量理论和Betz极限
- 3.2 理想水平轴风力机旋转尾迹模型
- 3.3 动量叶素理论
- 3.3.1 叶素理论
- 3.3.2 动量-叶素理论
- 3.3.3 普朗特损失因子
- 3.3.4 葛劳渥特损失因子
- 3.3.5 功率计算
- 3.4 叶片涡理论
- 3.4.1 有限翼展机翼的漩涡系统
- 3.4.2 风轮下游漩涡系
- 3.5 现代风力机叶片外形设计
- 3.5.1 风力机运行环境
- 3.5.2 风力机叶片设计趋势
- 3.5.3 海上风力机叶片设计新挑战
- 3.6 CFD法在叶片设计中的应用
- 3.6.1 风力机气动性能计算中存在的关键问题
- 3.6.2 CFD技术在风力机叶片设计中应用
- 3.6.2.1 CFD方法应用步骤
- 3.6.2.2 CFD在翼型气动性能中的研究
- 3.6.2.3 CFD在风力机气动性能中的研究
- 3.6.3 常用CFD软件
- 思考题
- 第4章 风力机叶片载荷
- 4.1 载荷分类
- 4.1.1 稳态载荷
- 4.1.2 循环载荷
- 4.1.3 瞬态载荷
- 4.1.4 随机载荷
- 4.1.5 共振激励载荷
- 4.2 载荷来源
- 4.2.1 均匀稳定气流
- 4.2.2 风切变与偏航误差
- 4.2.2.1 横风
- 4.2.2.2 垂直风或主轴倾斜
- 4.2.2.3 垂直剪切风
- 4.2.2.4 水平剪切风
- 4.2.2.5 质量不平衡
- 4.2.2.6 桨距角不平衡
- 4.2.2.7 周期变桨距角
- 4.2.3 塔影效应
- 4.2.4 尾流效应
- 4.2.5 破浪冲击载荷
- 4.2.6 低温天气影响
- 4.2.7 台风天气影响
- 4.2.8 重力载荷
- 4.2.9 离心力载荷
- 4.2.10 陀螺力
- 4.3 叶片设计与认证标准
- 4.3.1 国际电工委员会标准
- 4.3.2 海上固定平台规划、设计和建造
- 4.3.3 典型国家风电标准、检测及认证
- 思考题
- 第5章 风力机叶片材料及制造工艺
- 5.1 叶片材料
- 5.1.1 选材原则
- 5.1.2 传统叶片材料
- 5.1.3 现代叶片材料
- 5.1.3.1 基体材料
- 5.1.3.2 增强材料
- 5.1.3.3 夹芯材料
- 5.1.3.4 胶黏剂
- 5.1.3.5 辅助材料
- 5.2 叶片制造工艺
- 5.2.1 手糊成型工艺
- 5.2.2 模压成型工艺
- 5.2.3 拉挤成型工艺
- 5.2.4 纤维缠绕工艺
- 5.2.5 树脂传递模塑工艺
- 5.2.6 预浸料成型工艺
- 5.2.7 真空灌注成型工艺
- 5.3 叶片成本分析
- 5.3.1 直接制造成本
- 5.3.2 间接制造成本
- 思考题
- 第6章 风力机叶片结构设计
- 6.1 叶片结构型式
- 6.1.1 叶片截面结构
- 6.1.2 复合材料“三明治”结构
- 6.2 叶片复合材料铺层设计
- 6.2.1 叶片铺层设计的任务
- 6.2.2 叶片铺层设计一般原则
- 6.2.3 复合材料层压板强度理论
- 6.2.4 层压板设计方法
- 6.3 叶片根部连接设计
- 6.3.1 叶根整体金属法兰
- 6.3.2 螺纹嵌入杆件
- 6.3.3 T型螺栓连接
- 6.4 其他主要结构件设计
- 6.4.1 主梁设计
- 6.4.2 前缘梁设计
- 6.4.3 尾缘梁设计
- 6.4.4 腹板设计
- 6.4.5 蒙皮设计
- 思考题
- 第7章 风力机叶片结构分析
- 7.1 结构分析基础理论
- 7.1.1 梁理论
- 7.1.2 有限元方法
- 7.2 叶片动力学特征
- 7.2.1 叶片的运动微分方程
- 7.2.2 模态特征
- 7.2.3 叶片共振
- 7.2.4 离心刚化效应
- 7.3 气动弹性问题
- 7.3.1 静气弹问题
- 7.3.2 动气弹问题
- 思考题
- 第8章 风力机叶片颤振
- 8.1 颤振现象
- 8.1.1 失速颤振
- 8.1.2 经典颤振
- 8.1.3 风洞试验
- 8.2 影响因素
- 8.2.1 扭转刚度
- 8.2.2 前缘配重
- 8.2.3 空气密度
- 8.3 翼型抗颤振优化设计
- 8.3.1 优化设计思路
- 8.3.2 优化设计实例
- 8.4 最优主动控制
- 8.4.1 气弹模型
- 8.4.2 控制算法
- 8.4.3 颤振控制仿真结果
- 8.5 气动弹性剪裁
- 8.5.1 弯扭耦合控制系数
- 8.5.2 弯扭耦合影响指标
- 思考题
- 第9章 风力机叶片疲劳
- 9.1 疲劳损伤现象
- 9.1.1 复合材料铺层厚度的突变
- 9.1.2 局部几何外形导致的应力集中
- 9.1.3 制作工艺缺陷
- 9.2 恒幅疲劳寿命
- 9.2.1 幂函数形式
- 9.2.2 指数函数形式
- 9.2.3 三参数函数形式
- 9.2.4 其他S—N曲线表达式
- 9.2.5 等寿命疲劳
- 9.2.5.1 平均应力影响
- 9.2.5.2 Sa—Sm关系
- 9.2.5.3 等寿命疲劳图（CLD）
- 9.3 载荷谱下的疲劳寿命
- 9.3.1 随机载荷谱
- 9.3.1.1 WISPER标准载荷谱和衍生谱
- 9.3.1.2 其他载荷谱
- 9.3.2 载荷谱循环计数法
- 9.3.2.1 峰值计数法
- 9.3.2.2 振程—平均计数法
- 9.3.2.3 雨流计数法
- 9.3.3 Miner损伤累积理论
- 9.3.4 剩余强度理论
- 9.3.4.1 剩余强度数学模型
- 9.3.4.2 疲劳载荷作用次序影响
- 9.4 叶片疲劳分析工程案例
- 9.4.1 工程背景及数值模型
- 9.4.2 疲劳载荷计算
- 9.4.3 疲劳寿命分析
- 思考题
- 第10章 风力机叶片最优体型设计
- 10.1 优化设计理论及方法
- 10.1.1 优化设计理论
- 10.1.2 优化设计方法
- 10.2 气动外形优化设计
- 10.2.1 传统方法
- 10.2.2 现代方法
- 10.2.3 设计实例
- 10.3 结构优化设计
- 10.3.1 设计方法
- 10.3.2 设计实例
- 10.4 整体最优体型设计
- 10.4.1 设计方法
- 10.4.2 设计实例
- 思考题
- 第11章 风力机叶片运行调控与维护
- 11.1 叶片运行调控技术
- 11.1.1 桨距控制技术
- 11.1.1.1 定桨距控制
- 11.1.1.2 集中变桨距控制
- 11.1.1.3 独立变桨距控制
- 11.1.2 偏航控制技术
- 11.1.2.1 主动偏航
- 11.1.2.2 被动偏航
- 11.2 叶片运行维护技术
- 11.2.1 雷击防护
- 11.2.1.1 叶片雷击损伤
- 11.2.1.2 叶片雷电保护措施
- 11.2.1.3 叶片表面或内部雷电保护措施
- 11.2.1.4 叶片表面改用导电材料
- 11.2.2 除冰措施
- 11.2.2.1 叶片冰冻危害
- 11.2.2.2 叶片冰冻防治措施
- 11.2.3 海上风力机叶片雨滴冲击防护
- 11.2.4 海上风力机叶片防腐
- 11.2.4.1 近海腐蚀环境
- 11.2.4.2 海上风力机叶片防腐措施
- 11.3 风力机运行其他主动调控技术
- 11.3.1 可伸缩叶片技术
- 11.3.2 可摆动后缘技术
- 11.3.2.1 传统型可摆动后缘叶片
- 11.3.2.2 新型可摆动后缘叶片
- 11.3.3 后缘襟翼
- 11.3.4 射流技术
- 11.3.5 涡流发生器
- 思考题
- 第12章 总结与展望
- 12.1 总结
- 12.2 展望
- 参考文献
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