中华人民共和国国家标准
GB/T 13981-2009代替GB/T139811992
Design general requirements for small wind turbine
中国国家标准化管理委员会 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 发布
前言
本标准代替GB/T13981-1992（风力机设计通用要求》.
本标准与GB/T13981-1992相比主要变化如下：
“一标准名称改为”小型风力机设计通用要求”；第1章～第3章改为1范围、2规范性引用文件、3术语和定义；将范围适用部分改为：本标准适用于风轮扫掠面积小于或等于200m²的上风向水平轴风力机将7.1.2额定风速改为额定（设计）风速： 的设计：其他类型的风力机可参考使用：副除了原标准的表2风力发电机组参数表和表3风力提水机组参数表.
本标准由中国机械工业联合会提出.
本标准由全国风力机械标准化技术委员会归口.
六O二研究所. 本标准起草单位：全国风力机械标准化技术委员会秘书处、中国农机院呼和浩特分院、航空工业部
本标准主要起草人：王建平、宋经选、苏小光.
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
GB/T 13981-1992.
小型风力机设计通用要求
1范围
本标准规定了小型风力机的设计总则、环境条件、气动设计、载荷、强度准则和结构设计.
本标准适用于风轮扫掠面积小于或等于200n²的上风向水平轴风力机的设计：其他类型的风力机可参考使用.
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然面，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本.凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准.
JB/T78781995风力机术语
3术语和定义
JB/T7878确立的术语和定义适用于本标准.
4符号和单位
D风轮直径（m）；风轮实度；B--风轮叶片数；pPo标准大气密度（kg/m²）； A叶尖速度比；风能利用系数：扭矩系数：-输向推力系数； P-功率（kW）；M-扭矩（NM）；P-额定功率（kW）；V-风速（m/s)；V安全风速（m/s）； V额定风速（m/s）；V设计风速（m/s)：△V-轴向风速变化量（m/s）；V-平均风速（m/s）；V，年平均风速（m/s）；V--高度H处的风速（m/s)： V-区间风速增量的中间值（m/s)：V.-参考高度H.处的风速（m/s）；E年输出能量（kWh）.
GB/T 13981-2009
5设计总则
5.2应具有良好的工艺性和经济性. 5.1应具有足够的强度和刚度.5.3应具有高的可靠性和良好的使用维护性.5.4应具有良好的性能：a）系统总效率高； b）工作风速范围宽：c）对电视、电讯传输影响小；d）噪声低：e）重量轻.
6环境条件
6.1大气条件
6.1.1标准大气参数（海平面）压力p=101.325 kPa;密度po=1.225kg/m²
温度t=15C（或T.=288.15K）；
6.1.2温度
设计时所考虑的环境温度范围一般为-40C~40C.
6.1.3湿度风力机的设计应考虑湿度的影响.
6.2盐雾风力机的设计应考虑盐雾的影响.
6.3冰雪风力机的设计应考虑积雪和结冰的影响.
6.4砂尘 风力机的设计应考虑砂尘的影响.
6.5雷击风力机的设计应考虑雷击的影响.
6.6.1风速频率
风速频率由年风频曲线描述，年风频曲线由风场对风力进行统计、分析并按威布尔分布或瑞利分布给出.典型的年风频曲线如图1所示.
6.6.2风剪切
(1)
式中：
V=-高度H处的风速，单位为米每秒（m/s）；V.-参照高度H处的风速，单位为米每秒（m/s）； H-离地面高度，单位为米（m）；H参照高度，一般H为10m；α--考虑地面粗糙度影响的指数、a的取值范围参照表1.
图1典型的年风频曲线图
表1a的取值范围
地面状态平滑（海面、沙、雪） 0 10~0 13一般不平滑（短草、庄稼地、乡村） 0 13~0 20不平滑（树林、市郊） 非常不平清（城区、高大建筑） 0.20~0 270 27~0 40
6.6.3阵风
6.6.3.1最大瞬时风速
最大瞬时风速等于平均风速与阵风因子的乘积.阵风因子一般取1.5~1.7.
6.6.3.2轴向风透变化量
轴向风速变化量按式（2）计算：
(2)
式中：
6.6.3.3风向变化角
风向变化角为土30~±45°.
6.6.4安全风速
安全风速沿海地区取50m/s.内陆地区取40m/s.
6.7其他环境条件
风力机的设计还应考虑霉菌、紫外线、酸雨、空气污染作用等环境条件的影响.
7气动设计
7.1主要参数选取
7.1.1切入风速
高速风力机的切入风速不得低于3m/s.不得高于5m/s；
