Y******e
发帖数: 985 | 1 全世界的风力发电机叶片都一个样，细细长长的？我直觉的理解，把叶片做宽一点的话
，受风面积不是更大一点？现在种细细的叶片，风一吹，大部分的风不是都从叶片间穿
过去，没有做功？
一个反例就是大船的螺旋桨，一般总是做成大片叶子状的。这样一转起来，推水的作用
就比较大。
这个问题困扰我很多年，得不到明确的答案。 |
s****6
发帖数: 7614 | 2 叶片细长就轻，有点风就能转能发电。做成螺旋桨那样，得刮飓风才能发电了。 |
L*********g
发帖数: 3001 | 3 细长受力也小
莫非重量减轻的速度大于受力减小的速度？
【在 s****6 的大作中提到】
: 叶片细长就轻，有点风就能转能发电。做成螺旋桨那样，得刮飓风才能发电了。
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h**********c
发帖数: 4120 | 4 叔当年学流体力学泵与风机，后来还有工业通风，
基本有公式，公式基本都是当年哈建工得人从毛子那里抄来得，这个基本全国连清华得
都是哈建工得学生。
毛子怎么来得公式？就是做实验吹，收集数据画曲线用公式拟合。反复修改最初得模型
而得。说烧钱不假。
现在就算计算机辅助设计，高雷诺数，还是得做实验吹。当然叔完全不做这行了。希望
内行来点解。 |
d*********8
发帖数: 2192 | 5 细长力臂大 小风就能推动
【在 Y******e 的大作中提到】
: 全世界的风力发电机叶片都一个样，细细长长的？我直觉的理解，把叶片做宽一点的话
: ，受风面积不是更大一点？现在种细细的叶片，风一吹，大部分的风不是都从叶片间穿
: 过去，没有做功？
: 一个反例就是大船的螺旋桨，一般总是做成大片叶子状的。这样一转起来，推水的作用
: 就比较大。
: 这个问题困扰我很多年，得不到明确的答案。
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f*******e
发帖数: 995 | 6 如果是像推磨盘的机械风车，最理想的扇叶是大而且轻，细长的也可以，但是就要很长
才能弥补宽度。发电的风车是什么发电原理我就不懂了，根据我粗鄙的理解总归是要尽
可能多的收集动能，并且减少损失。这样的话扇叶太细或者太宽都不行，太长或者太短
也不行，应该是有个最优的形状，而且我觉得这个最优的形状应该是不同的风力条件下
都不一样的。 |
a***e
发帖数: 27968 | 7 发电效率只和扫过的面积有关和叶片面积无关
【在 Y******e 的大作中提到】
: 全世界的风力发电机叶片都一个样，细细长长的？我直觉的理解，把叶片做宽一点的话
: ，受风面积不是更大一点？现在种细细的叶片，风一吹，大部分的风不是都从叶片间穿
: 过去，没有做功？
: 一个反例就是大船的螺旋桨，一般总是做成大片叶子状的。这样一转起来，推水的作用
: 就比较大。
: 这个问题困扰我很多年，得不到明确的答案。
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f*******e
发帖数: 995 | 8 想了一下好像是的。这么说直径越大越好了？
: 发电效率只和扫过的面积有关和叶片面积无关
【在 a***e 的大作中提到】
: 发电效率只和扫过的面积有关和叶片面积无关
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o***o
发帖数: 11767 | 9 真是一群书呆子，真正的答案是胖大的叶片不好看，细长的好看。风力发电本来就是作
秀的景观工程，当然怎么好看怎么来，你当真能发电呢 |
k***g
发帖数: 4904 | 10 请最好给出出处。以我的理解，叶面轴向受力与叶面轴向投影面积成正比，叶面太大在
强风下可能折断立柱。叶面径向力矩与某直径处叶面的轴向投影积、角度与弧度及该处
半径的乘积的积分成正比，基本上就是越大半径越有利，所以就做成细长了。
【在 a***e 的大作中提到】
: 发电效率只和扫过的面积有关和叶片面积无关
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r*****9
发帖数: 2080 | 11 随便一本风电发电的空气动力学章节都有这个计算公式，风力发电利用的能量是扫过面
积空气的动能差
【在 k***g 的大作中提到】
: 请最好给出出处。以我的理解，叶面轴向受力与叶面轴向投影面积成正比，叶面太大在
: 强风下可能折断立柱。叶面径向力矩与某直径处叶面的轴向投影积、角度与弧度及该处
: 半径的乘积的积分成正比，基本上就是越大半径越有利，所以就做成细长了。
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k***g
发帖数: 4904 | 12 我没空搜书了，摘了Wiki的一段话。
“风能可以通过风车来提取。当风吹动涡轮时，风力带风车动绕轴旋转，使得风能转化
为机械能。而风能转化量直接与空气密度、涡轮扫过的面积和风速的三次方成正比。风
吹过风机涡轮（Wind turbine）而使得风速减弱，这也限制了涡轮可提取的能量。1919
年，德国物理学家贝兹（Betz, 1885-1968）认为，不管如何设计涡轮，风机最多只能
提取风中59%的能量，此称为贝兹极限定律（Betz limit）。现今正在运作的涡轮所能
达到的极限约为35%。[3]大多数风机实际效率范围从5%到25%。”
关于“涡轮扫过的面积”似乎是估算理论最大能量值用的，实际用来发电的涡轮并不是
按这个理论最佳状态设计的，扫过的面积中大量的风完全没有损失动能，所以效率只有
5%-25%而且不等。
【在 r*****9 的大作中提到】
: 随便一本风电发电的空气动力学章节都有这个计算公式，风力发电利用的能量是扫过面
: 积空气的动能差
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Y******e
发帖数: 985 | 13 你的意思，叶片自重是个最主要的制约因素？
【在 s****6 的大作中提到】
: 叶片细长就轻，有点风就能转能发电。做成螺旋桨那样，得刮飓风才能发电了。
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Y******e
发帖数: 985 | 14 照你这么说，叶片还得做得更细一点。显然不对。
【在 a***e 的大作中提到】
: 发电效率只和扫过的面积有关和叶片面积无关
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m*****u
发帖数: 15526 | 15 这不就类似中学物理的楞次定律么
【在 a***e 的大作中提到】
: 发电效率只和扫过的面积有关和叶片面积无关
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Y******e
发帖数: 985 | 16 这个就是我疑惑的地方。
我理解叶片的自重是个考利的因素。但考虑到现在的材料工艺，也不太相信现在的这种
细长叶片是最佳设计。叶片的半径当然重要。如果只考虑半径的话，问什么不在叶片末
端做成略微膨大？现有的叶片完全是尖刀型设计，末端都细的像针。
1919
【在 k***g 的大作中提到】
: 我没空搜书了，摘了Wiki的一段话。
: “风能可以通过风车来提取。当风吹动涡轮时，风力带风车动绕轴旋转，使得风能转化
: 为机械能。而风能转化量直接与空气密度、涡轮扫过的面积和风速的三次方成正比。风
: 吹过风机涡轮（Wind turbine）而使得风速减弱，这也限制了涡轮可提取的能量。1919
: 年，德国物理学家贝兹（Betz, 1885-1968）认为，不管如何设计涡轮，风机最多只能
: 提取风中59%的能量，此称为贝兹极限定律（Betz limit）。现今正在运作的涡轮所能
: 达到的极限约为35%。[3]大多数风机实际效率范围从5%到25%。”
: 关于“涡轮扫过的面积”似乎是估算理论最大能量值用的，实际用来发电的涡轮并不是
: 按这个理论最佳状态设计的，扫过的面积中大量的风完全没有损失动能，所以效率只有
: 5%-25%而且不等。
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x***4
发帖数: 475 | 17 风力发电，不是比转速。
要的是力矩，避免转速过高。大风一来就把叶片吹走了，那是破坏性的。
最理想的是小风就能转，大风不会坏。所以要长要细。 |
h******k
发帖数: 15372 | 18 大风来了要顺桨还要固定住停转，跟螺旋桨飞机发动机停车以后的处理一样
【在 x***4 的大作中提到】
: 风力发电，不是比转速。
: 要的是力矩，避免转速过高。大风一来就把叶片吹走了，那是破坏性的。
: 最理想的是小风就能转，大风不会坏。所以要长要细。
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l*******1
发帖数: 16217 | |
Y******e
发帖数: 985 | 20 力矩的说法貌似有道理，但你注意到了没有，叶片的膨大部分也是在靠近中心的部位，
然后到末端逐渐变细。大部分的扭力是叶片靠近中心的地方产生的。
: 风力发电，不是比转速。
: 要的是力矩，避免转速过高。大风一来就把叶片吹走了，那是破坏性的。
: 最理想的是小风就能转，大风不会坏。所以要长要细。
【在 x***4 的大作中提到】
: 风力发电，不是比转速。
: 要的是力矩，避免转速过高。大风一来就把叶片吹走了，那是破坏性的。
: 最理想的是小风就能转，大风不会坏。所以要长要细。
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x***4
发帖数: 475 | 21 材料强度也要兼顾。所以实际叶片要比理论上的厚实。
越是远离地表风力越强，上面风力强过下面。
: 力矩的说法貌似有道理，但你注意到了没有，叶片的膨大部分也是在靠近中心的
部位，
: 然后到末端逐渐变细。大部分的扭力是叶片靠近中心的地方产生的。
【在 Y******e 的大作中提到】
: 力矩的说法貌似有道理，但你注意到了没有，叶片的膨大部分也是在靠近中心的部位，
: 然后到末端逐渐变细。大部分的扭力是叶片靠近中心的地方产生的。
:
:
: 风力发电，不是比转速。
:
: 要的是力矩，避免转速过高。大风一来就把叶片吹走了，那是破坏性的。
:
: 最理想的是小风就能转，大风不会坏。所以要长要细。
:
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L********r
发帖数: 1067 | |
C**********e
发帖数: 23303 | 23 首先
许多人对风吹动风力机旋转有些误解
叶片不是靠风正面吹板子提供动力的
风力机是用来吸收风能而不是用来阻挡风能的
见图
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
这和飞机的翅膀升力的原理是相似的
现在风机三叶片是低实度风机
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％ 叫贝
茨极限
现在三叶片外形设计已经优化到50％了 这已经很了不起了
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
气流通过叶轮做功后速度减慢
气流体积有所增大
多叶片大大增加了气体通过的阻力
气流会分开绕过叶轮流向后方
只有部分气流通过叶轮做功
由于阻力大 通过叶片的风速也会降低
所以叶轮实际得到的风功率减少了
这就是多叶片宽大风力机得不到更多风能的重要原因
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
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
【在 Y******e 的大作中提到】
: 全世界的风力发电机叶片都一个样，细细长长的？我直觉的理解，把叶片做宽一点的话
: ，受风面积不是更大一点？现在种细细的叶片，风一吹，大部分的风不是都从叶片间穿
: 过去，没有做功？
: 一个反例就是大船的螺旋桨，一般总是做成大片叶子状的。这样一转起来，推水的作用
: 就比较大。
: 这个问题困扰我很多年，得不到明确的答案。
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r*****9
发帖数: 2080 | 24 不是这个原因，是因为风经过转动平面后速度不可能为0，这一点betz有证明，动能差
的极限值是59%。实际发电中因为不可能每个截面的空气动力学参数和任意一个实际风
速和风向都能互相配合达到一个理想极限值，所以实际发电效率低于59%。
1919
【在 k***g 的大作中提到】
: 我没空搜书了，摘了Wiki的一段话。
: “风能可以通过风车来提取。当风吹动涡轮时，风力带风车动绕轴旋转，使得风能转化
: 为机械能。而风能转化量直接与空气密度、涡轮扫过的面积和风速的三次方成正比。风
: 吹过风机涡轮（Wind turbine）而使得风速减弱，这也限制了涡轮可提取的能量。1919
: 年，德国物理学家贝兹（Betz, 1885-1968）认为，不管如何设计涡轮，风机最多只能
: 提取风中59%的能量，此称为贝兹极限定律（Betz limit）。现今正在运作的涡轮所能
: 达到的极限约为35%。[3]大多数风机实际效率范围从5%到25%。”
: 关于“涡轮扫过的面积”似乎是估算理论最大能量值用的，实际用来发电的涡轮并不是
: 按这个理论最佳状态设计的，扫过的面积中大量的风完全没有损失动能，所以效率只有
: 5%-25%而且不等。
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T****t
发帖数: 11162 | 25 这个学过流体力学的都知道。
和水电站的水轮机几乎一样。
不能把水都兜住。 |
Y******e
发帖数: 985 | 26 佩服，你让我刮目相看。不知为什么，我还是不太相信这种设计是最佳设计。
: 首先
: 许多人对风吹动风力机旋转有些误解
: 叶片不是靠风正面吹板子提供动力的
: 风力机是用来吸收风能而不是用来阻挡风能的
: 见图
: 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
: 这和飞机的翅膀升力的原理是相似的
: 现在风机三叶片是低实度风机
【在 C**********e 的大作中提到】
: 首先
: 许多人对风吹动风力机旋转有些误解
: 叶片不是靠风正面吹板子提供动力的
: 风力机是用来吸收风能而不是用来阻挡风能的
: 见图
: 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
: 这和飞机的翅膀升力的原理是相似的
: 现在风机三叶片是低实度风机
|
M******a
发帖数: 6723 | 27 80年代有人设计出一种不是螺旋桨形状的风力发电机叶片，而是环形的“叶环”。平时
风力较小时，它是正圆形，较宽的正面对着风向，也就是平行于轴线的方向（跟普通风
力发电机不同，这种风力发电机的轴是垂直于地面的）。
风速较大时，离心力会使叶环变成椭圆，正面与风向的夹角变小，这样就可以自动调节
转速。 |
M*******c
发帖数: 4371 | 28 风力发电是要求更多的发电的时间，而不是发电的时候发最多的电。 |
v*******e
发帖数: 11604 | 29 不相信的是因为你得直觉不对。是时候改进你的直觉了。
【在 Y******e 的大作中提到】
: 佩服，你让我刮目相看。不知为什么，我还是不太相信这种设计是最佳设计。
:
:
: 首先
:
: 许多人对风吹动风力机旋转有些误解
:
: 叶片不是靠风正面吹板子提供动力的
:
: 风力机是用来吸收风能而不是用来阻挡风能的
:
: 见图
:
: 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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Y******e
发帖数: 985 | 30 没说要把风都兜住。而是说，吹过风机的大部分风都没有吹到叶片上，也就是说大部分
风都没作功浪费了。
当然，你可以竖更多的风机来弥补。或许也可以在每台风机上增加叶片，比如从3片增
加到4片，或更多。或许也可以改进叶片的结构，增加受风面积。这就是我想说的。
看来几个懂行的人的描述，我还是无法赞同他们。
【在 T****t 的大作中提到】
: 这个学过流体力学的都知道。
: 和水电站的水轮机几乎一样。
: 不能把水都兜住。
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a***e
发帖数: 27968 | 31 你自己没搞清楚
这个东西是这样的，当风扇叶旋转的时候，扇叶挤压附近的空气，这个挤压效果往外传
播的速度
是音速，也就是说，扇叶和气流的互作用并不是只极限在扇叶附近
转动和时候，其实整个源泉的气流都会受影响，没有啥很多直直通过这一说
密扇叶的做法，一般是为了制造压差的
反过来看，直升机俩旋翼就起来了，绝大多数的螺旋桨飞机也是俩或者三叶
并不是越多越好
气体是可压缩流体，和水流不一样
【在 Y******e 的大作中提到】
: 没说要把风都兜住。而是说，吹过风机的大部分风都没有吹到叶片上，也就是说大部分
: 风都没作功浪费了。
: 当然，你可以竖更多的风机来弥补。或许也可以在每台风机上增加叶片，比如从3片增
: 加到4片，或更多。或许也可以改进叶片的结构，增加受风面积。这就是我想说的。
: 看来几个懂行的人的描述，我还是无法赞同他们。
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a***e
发帖数: 27968 | 32 要不现在风机都是变态的百米直径
【在 f*******e 的大作中提到】
: 想了一下好像是的。这么说直径越大越好了？
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: 发电效率只和扫过的面积有关和叶片面积无关
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a***e
发帖数: 27968 | 33 更细是结构强度不够
【在 Y******e 的大作中提到】
: 照你这么说，叶片还得做得更细一点。显然不对。
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a***e
发帖数: 27968 | 34 tip drag是个大损耗，类似那个飞机的winglet
【在 Y******e 的大作中提到】
: 这个就是我疑惑的地方。
: 我理解叶片的自重是个考利的因素。但考虑到现在的材料工艺，也不太相信现在的这种
: 细长叶片是最佳设计。叶片的半径当然重要。如果只考虑半径的话，问什么不在叶片末
: 端做成略微膨大？现有的叶片完全是尖刀型设计，末端都细的像针。
:
: 1919
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Y******e
发帖数: 985 | 35 你这个说法有个问题。飞机螺旋桨是高速旋转的，叶片平面内的空气压缩或流通和低速
旋转的风机的情况应该有本质不同。风机的功率可以调整到让叶片只能低速旋转。
风机的叶片的设计也是近中心的地方宽大，远端面积变小。转起来的时候，近中心的地
方切割空气的速度岂不是更快，更压缩空气？照你的说法，叶片应该设计成180度相反
，近中心的地方细，远端变宽？
【在 a***e 的大作中提到】
: 你自己没搞清楚
: 这个东西是这样的，当风扇叶旋转的时候，扇叶挤压附近的空气，这个挤压效果往外传
: 播的速度
: 是音速，也就是说，扇叶和气流的互作用并不是只极限在扇叶附近
: 转动和时候，其实整个源泉的气流都会受影响，没有啥很多直直通过这一说
: 密扇叶的做法，一般是为了制造压差的
: 反过来看，直升机俩旋翼就起来了，绝大多数的螺旋桨飞机也是俩或者三叶
: 并不是越多越好
: 气体是可压缩流体，和水流不一样
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