風機的葉尖速比

1、風機的葉尖速比周日, 2008-03-02 03:16 xieyaqian 葉尖速比是用來表述風電機特性的一個十分重要的參數(shù)。它等于葉片頂端的速度（圓周速度）除以風接觸葉片之前很遠距離上的速度；葉片越長，或者葉片轉(zhuǎn)速越快，同風速下的葉尖速比就越大。.根據(jù)葉尖速比的不同，我們可以把風電機分成兩類：慢速比風電機和快速比風電機： 慢速比:慢速比風電機的速度比最大為2.5 。所有以阻力原理作用的風電機的葉尖速比都小于1，屬于慢速比風電機。以浮力原理作用的風電機，如果其葉尖速比在1到2.5之間，也被稱為慢速比風電機。Westernmills和某些風力泵的葉尖速比大概是1，而Bock風車以及荷蘭

2、風車的葉尖速比大概是2。 快速比:快速比風電機是指按照浮力原理作用的風電機，并且其葉尖速比在2.5到15之間。幾乎所有的現(xiàn)代風電機（葉片數(shù)一到三）都屬于此類。葉尖速比對風電機的建造結(jié)構(gòu)和形狀有很大的影響，比如： 葉片轉(zhuǎn)速： 如果葉片長度一定，那么葉尖速比越大，葉片的轉(zhuǎn)速也就越快。只有一個葉片的風電機，其葉尖速比很高，旋轉(zhuǎn)速度也要比三葉片的風電機快的多。 需要注意的是，風力泵的葉尖速比雖然屬于慢速比機械，但旋轉(zhuǎn)速度一般都很快。原因是其轉(zhuǎn)動直徑很小，最終圓周速度相對低很多，所以屬于慢速比機械。葉片數(shù)： Westernmills的葉尖速比比較低（大約為1），所以需要更多的葉片來遮

3、擋風，一般有20到30個葉片；荷蘭風車的速度比大約為2，一般有4個葉片。現(xiàn)代三葉片風電機的葉尖速比大約為6，而一個葉片的風電機，其葉尖速比大概為12。 葉片切面： 快速比風機的葉片一般都設(shè)計的細長而薄，其原因就是葉片切割風的時候，與風的相對速度十分高。（站長注：這段我看不懂，只是照原文翻譯。）風機的轉(zhuǎn)化效率系數(shù)： 快速比風機由于產(chǎn)生的渦流損失要比慢速比風機低很多，所以其作用系數(shù)要明顯比慢速比的風機高。一般慢速比風機的轉(zhuǎn)化效率系數(shù)cP在0.3到0.35之間，而快速比的風機能夠達到0.45到0.55。 本節(jié)翻譯：xieyaqian    附原文參考

4、：阻力定律和浮力定律周日, 2008-03-02 03:12 xieyaqian 想要把風力的動能轉(zhuǎn)化成電能，首先要先把動能轉(zhuǎn)化成機械能，然后再將機械能轉(zhuǎn)化成電能。第一步轉(zhuǎn)化，是通過風電機葉片來實現(xiàn)的。從動能到機械能的轉(zhuǎn)化，有兩個定律：阻力定律和浮力定律。 阻力定律風會對切割它移動方向上的任意面積A 形成一個力，這個力就是阻力。圖：阻力作用為推動力  阻力根下面的參數(shù)成比例關(guān)系： · 風速 v 的平方 · 切割面積 f · 該面積的阻力系數(shù) cw · 空氣密度 阻力系數(shù)cW (W是德語里“阻力”的第一個字母) 也叫

5、做阻力附加值或者直接稱為 cW-值。這個值是用來表示某個物體對空氣形成阻力的大小的，可以在風洞里進行測定。cW 值越小，空氣阻力也就越小。比如一個圓盤橫向?qū)︼L的Cw 值大約是1.11，而方盤大約是1.10，球體大約是0.45。在汽車工業(yè)中，工程師們都在研究如何將汽車的cW 值變的更小，這樣汽車在行進時的阻力就會最小化。比如豐田的Prius的cW值是0.26，而大眾的Golf是0.325，雪鐵龍的2CV阻力系數(shù)是0.50，一輛普通的卡車阻力系數(shù)是0.8。    古老的波斯風車（世界上最早的風車）是通過利用阻力來運作的。如上圖所示，風車建在墻內(nèi)，當風吹過開口

6、，就會推動暴露的葉片，從而帶動整個風車旋轉(zhuǎn)。  風速計也是利用阻力原理來實現(xiàn)的。風杯風速計上風杯的cW-值分別是1.33和0.33（迎風時和背風時）。風杯迎風時的阻力要比背風時的阻力大很多，所以風杯風速計才會迎風旋轉(zhuǎn)。通過阻力定律來運動的轉(zhuǎn)子無法轉(zhuǎn)動的比風速更快（增速值小于1），屬于亞風速轉(zhuǎn)子。這種轉(zhuǎn)子能量損失較大，功率系數(shù)（流體動力學上的作用參數(shù)）非常小。（波斯風車大概0.17，風杯風速計大概0.08）  浮力定律現(xiàn)代風電機的葉片是通過浮力定律來實現(xiàn)轉(zhuǎn)動的，浮力是推動力。圖：浮力作為動力（Auftrieb: 浮力；schnelle Luftbewegu

7、ng:速度快的空氣運動；langsame Luftbewegung:速度慢的空氣運動） 飛機、直升機或者風電機的葉片頂部的面積要大于底部的面積。由于空氣在頂部劃過的距離更長，所以頂部空氣運動的速度要比底部的空氣速度要快，這樣就產(chǎn)生了浮力。圖：葉片周圍的壓力分布（Profilsehne：中間線； Anstellwinkel：偏角； Anstroemgeschwindigkeit：空氣流動速度； Ueberdruck：高壓； Wiederstand：阻力； Auftrieb： 浮力； Unterdruck：低壓） 根據(jù)伯努利方程，在同一高度上，葉片的底面或者頂面的動態(tài)壓力和靜態(tài)壓力和平衡。由于頂端的空氣流動比底端的快，從而使頂端產(chǎn)生低壓，而底部產(chǎn)生高壓：這就是飛機飛行的原理，也是風電機葉片轉(zhuǎn)動的原理。浮力的大小跟風速 v 的平方、作用面積 f 、空氣密度 以及浮力參數(shù) cA 成正比。對于葉片（或者翅膀） 的頂面和底面來說就是（A=浮力）：作用面積就是葉片的面積，等于葉片的長乘寬；浮力參數(shù)Ca取決于偏角 。通過調(diào)整偏角可以影響浮力。阻力W在飛機和風電機葉片作用過程中也會出現(xiàn)。但是，當偏角很小的時候，阻力值十分?。ǖ扔诟×Φ?0分之一到百分之一）。 阻力的方向總是跟風向相反，在偏角大于20度的時候，阻力會顯著增大。 滑動系數(shù)滑動系數(shù) 是用來表述浮力參數(shù)和阻力