为什么风力涡轮机只有三个叶片?刀片不是越多越好吗?
随着时代的发展,这些机器设备的功能也在不断升级,如谷物研磨、水源输送、发电等。传统的风力涡轮机有多种形状设计,但它们都被相同的设计所取代。风能作为一种清洁可再生的新能源,近年来受到能源的影响。当你绕着扇子走,欣赏着蓝天白云下顺风叶片悠闲转动的景象时,你是否也会好奇扇子的三片叶子和五片叶子的区别?
风能作为一种清洁可再生的新能源,近年来受到能源的影响。当你绕着扇子走,欣赏着蓝天白云下顺风叶片悠闲转动的景象时,你是否也会好奇扇子的三片叶子和五片叶子的区别?
简单来说,三片叶子容易平衡,叶子太多,平衡难度大,成本高。
在额定风速下,产生的功率与风轮的扫掠面积成正比,即200个叶片的风轮和1个叶片的风轮可以产生相同的功率。
从上图可以看出,随着叶片数的增加,风能利用系数也在增加,但在从3片到4片再到5片的过程中,风能利用系数的增加比从1片到2片再到3片的增加要小得多,得不偿失。
因此,风力涡轮机的叶片越少越好。
首先,多叶片的优势在于扭矩转换率大,但从能量转换率来看,4叶片和5叶片风扇的效率低于3叶片风扇。
主要原因是多叶风扇阻力大,造成相当一部分紊流干扰叶片转动,从而降低能量转换率。
所以选择3叶比4叶或者5叶要好得多。(嗯,电风扇也是一样);其次,叶片太少会影响发电效率。
其实目前欧洲有个专利,两片叶子竖着放效率可以提高一倍!但2叶片的轮毂结构比较特殊,为跷跷板结构,疲劳问题比3叶片更严重。
而且叶片越少,额定转速越高,一定程度上转速越高,叶尖圆周线速度越大,导致风阻越大,限制了发电量和转速的进一步提高。所以叶片太少不好,三个叶片主要是平衡好,成本低。经过长时间的验证,如今已经成为一种常见的粉丝形式。