作业帮为什么风力发电机的风叶很小?不是风叶的面积也大,接受的风力就越大吗?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/05/25 20:21:08
为什么风力发电机的风叶很小?不是风叶的面积也大,接受的风力就越大吗?
需要综合考虑,亲
风机叶片的外形是经过细致的设计以便实现付出最小的成本获得最大的输出效率.设计方案主要由气动需求决定,但经济决定需要设计建造成本合理的叶片外形.而且,叶片的厚度从叶尖向根部逐渐增大,因为根部要承担最大的载荷.主要结构考量因素有：
1 长度
叶片的长度影响了扫风面积,也就决定了捕风能力.根据 Betz 法则实际上最多 只能有一半的风能被风机捕获.
2 气动部分
在叶片的横截面上可以清楚地看到叶片的气动外形,正是这种独特的设计产生了 推力促使风机转动.
3 俯视图翼形
叶片的形状从叶根到叶尖逐渐变窄,以保证整个扫风区域保持恒定的减速率.确 保气流不会过慢通过叶片而产生扰流,同时通过速度也不会过快而造成能量浪
费.
4 剖面厚度
从尖部到根部叶片厚度逐渐增大以承担更大的载荷和弯矩.如果载荷不是很重要 的话,一般情况下厚度和弦长的比值在 10-15%.靠近叶片根部的平坦部分有助 于提高捕风效率.
5 叶片扭转设计
因为叶片的转速随着长度的增加而增大,迎风角度是随着叶片延展连续变化的.因此为了保持叶片迎风区域具有最佳的攻角,叶片需要被设计成扭转形式.
6 叶片数量和转速
通常情况下风机叶片的转速大约是风速的 7 到 10 倍,目前的设计叶片最多为 3 个.转速越高,叶片数量越多也就意味着叶片尺寸要做的更窄,更薄,从而很难 保证叶片具有足够的强度.而在转速过快的时候叶片的捕风效率也有所降低,噪音增大,更易受到环境侵蚀和飞鸟撞击的伤害.
风机叶片的外形是经过细致的设计以便实现付出最小的成本获得最大的输出效率.设计方案主要由气动需求决定,但经济决定需要设计建造成本合理的叶片外形.而且,叶片的厚度从叶尖向根部逐渐增大,因为根部要承担最大的载荷.主要结构考量因素有：
1 长度
叶片的长度影响了扫风面积,也就决定了捕风能力.根据 Betz 法则实际上最多 只能有一半的风能被风机捕获.
2 气动部分
在叶片的横截面上可以清楚地看到叶片的气动外形,正是这种独特的设计产生了 推力促使风机转动.
3 俯视图翼形
叶片的形状从叶根到叶尖逐渐变窄,以保证整个扫风区域保持恒定的减速率.确 保气流不会过慢通过叶片而产生扰流,同时通过速度也不会过快而造成能量浪
费.
4 剖面厚度
从尖部到根部叶片厚度逐渐增大以承担更大的载荷和弯矩.如果载荷不是很重要 的话,一般情况下厚度和弦长的比值在 10-15%.靠近叶片根部的平坦部分有助 于提高捕风效率.
5 叶片扭转设计
因为叶片的转速随着长度的增加而增大,迎风角度是随着叶片延展连续变化的.因此为了保持叶片迎风区域具有最佳的攻角,叶片需要被设计成扭转形式.
6 叶片数量和转速
通常情况下风机叶片的转速大约是风速的 7 到 10 倍,目前的设计叶片最多为 3 个.转速越高,叶片数量越多也就意味着叶片尺寸要做的更窄,更薄,从而很难 保证叶片具有足够的强度.而在转速过快的时候叶片的捕风效率也有所降低,噪音增大,更易受到环境侵蚀和飞鸟撞击的伤害.