为什么风力发电机的扇叶那么窄?

如题所述

杠杆原理,力臂越长,所需的力越小,所以长长的扇叶小风也可以吹动。扇叶面积越大,空气的阻力就越大。如果扇叶很宽,一阵狂风吹来,扇叶就会被风吹倒。风力机是用来吸收风能而不是用来阻挡风能的,现在才用的三页片和低宽度(实度),在旋转起来的情况下,能够最大限度的吸收风能。叶片设置的宽了,反而影响气流通过叶片旋转平面,不利于风能的吸收,通过风轮旋转平面前风速v1与平面后风速v2以一定比例时,其效率最高,为59.3%。 相比较而言,所谓的节省材料,费用啊,载荷问题都不是主要问题。关键还是采用这种形式吸收效率较高。有兴趣可以搜索下贝茨理论,叶素理论。低实度少叶片风轮是不是让绝大部分气流漏掉了呢?也不是。低实度风力机运转速度较高,叶片线速度较风速高许多倍,可扫过大部分通过的气流,没经过叶片的仅是少部分,大部分通过的气流都推动叶片运转,大部分风能得到利用。选取多少叶片合适,国内外做了大量实验,二、三、四叶片是风力发电机常用的选择,用得最多的是三叶片。当然选择三个叶片还有风力机结构强度、制造成本、噪音、外观等原因。多叶片风轮的实度大,风能利用率相对低一些。但多叶片风轮也有优点,同样直径的风轮比少叶片风轮输出力矩大得多,而且低风速起动能力很强,所以在农村抽水、碾磨中用得较多。在风速稳定的地区特别是低风速地区,根据不同用途,采用4至8个叶片的风力机有可能获得较好的风能利用效果。

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第1个回答  2020-12-13
可以把叶片看成一个机翼,由于翼尖处会产生诱导阻力,所以在一定速度下以展弦比(即翼的横向长度和截面宽度的比)越长的机翼的升阻比越大,也就是说窄的叶片才能得到高效率。
第2个回答  2020-11-13
可以减少轴承和立柱上承受的推力。风叶可以做到5~6叶,可以更有效。
第3个回答  2017-12-01

风扇是为了产生更大的风,风力发电是为了更多的利用风能,产生的一个让他旋转的力,也就是通过扇页的弧度产生的向侧面的力。但是风能有一个问题,他吹的面积很大,如果你扇页面积大了,一是向后推的力太大,风力发电机会倒,二是风能利用率太低了(扇页面积大了大部分风能都无法被转换成侧面的推力),具体怎么算可以去读一个文献,这方面的知识是每一篇文献必备的。去年做了一个小型的风力发电机,这部分算是theory一部分,但实在记不太清了。用的电扇风叶,然而效率只有12%。风大部分直接流过扇页并没有对扇页产生一个垂直的力,但有一部分会对侧面有一个压力,就是这个力让扇页开始旋转继而发电。

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第4个回答  2017-12-01

如果风机是停机状态的,那自然是大多数的风从叶片中间漏过去了;但在正常工作的情况下,从相对运动的角度看,取一个特定的时间,不妨就是1秒,这个时间内吹过叶轮扫掠圆盘的风可以看成一个圆柱,风机叶片是在绕轴旋转的,叶尖在这个空气圆柱的表面上划过了一条螺旋线。纯粹理论上讲,叶片越多扫掠过的空气体积越多,效率越接近Betz理论上限;但由于密实度增加带来的问题,不光是绕流阻力,还有tip loss等,到了一定数目后增加叶片反而会导致效率降低。