葉尖速比是用來表述風(fēng)電機(jī)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(fēng)接觸葉片之前很遠(yuǎn)距離上的速度;葉片越長,或者葉片轉(zhuǎn)速越快,同風(fēng)速下的葉尖速比就越大。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)化效率系數(shù):快速比風(fēng)機(jī)由于產(chǎn)生的渦流損失要比慢速比風(fēng)機(jī)低很多,所以其作用系數(shù)要明顯比慢速比的風(fēng)機(jī)高。

簡要介紹

根據(jù)葉尖速比的不同,我們可以把風(fēng)電機(jī)分成兩類:慢速比風(fēng)電機(jī)和快速比風(fēng)電機(jī):

慢速比

慢速比風(fēng)電機(jī)的速度比最大為2.5。所有以阻力原理作用的風(fēng)電機(jī)的葉尖速比都小于1,屬于慢速比風(fēng)電機(jī)。

以浮力原理作用的風(fēng)電機(jī),如果其葉尖速比在1到2.5之間,也被稱為慢速比風(fēng)電機(jī)。Westernmills和某些風(fēng)力泵的葉尖速比大概是1,而Bock風(fēng)車以及荷蘭風(fēng)車的葉尖速比大概是2。

快速比

快速比風(fēng)電機(jī)是指按照浮力原理作用的風(fēng)電機(jī),并且其葉尖速比在2.5到15之間。幾乎所有的現(xiàn)代風(fēng)電機(jī)(葉片數(shù)一到三)都屬于此類。

葉尖速比對風(fēng)電機(jī)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(fēng)電機(jī),其葉尖速比很高,旋轉(zhuǎn)速度也要比三葉片的風(fēng)電機(jī)快得多。需要注意的是,風(fēng)力泵的葉尖速比雖然屬于慢速比機(jī)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(jī)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擋風(fēng),一般有20到30個葉片;荷蘭風(fēng)車的速度比大約為2,一般有4個葉片。現(xiàn)代三葉片風(fēng)電機(jī)的葉尖速比大約為6,而一個葉片的風(fēng)電機(jī),其葉尖速比大概為12。

葉片切面:快速比風(fēng)機(jī)的葉片一般都設(shè)計(jì)得細(xì)長而薄,其原因就是葉片切割風(fēng)的時候,與風(fēng)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(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)化效率系數(shù):快速比風(fēng)機(jī)由于產(chǎn)生的渦流損失要比慢速比風(fēng)機(jī)低很多,所以其作用系數(shù)要明顯比慢速比的風(fēng)機(jī)高。一般慢速比風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)化效率系數(shù)cP在0.3到0.35之間,而快速比的風(fēng)機(jī)能夠達(dá)到0.45到0.55。

風(fēng)能利用系數(shù)Cp為風(fēng)力機(jī)將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的效率,它與風(fēng)速,葉片轉(zhuǎn)速,葉片直徑和槳葉節(jié)距角均有關(guān)系,是葉尖速比和槳葉節(jié)距角的函數(shù)。