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风机的叶轮提供的最佳效率


定载风机电场的风力机通常有2片或3片叶片,叶尖速度50~70m/s,具有这样的叶尖速度,3叶片叶轮通常能够提供最佳效率,然而2叶片叶轮仅降低2~3%效率。甚至可以使用单叶片叶轮,它带有平衡的重锤,其效率又降低一些,通常比2叶片叶轮低6%。尽管叶片少了,自然降低了叶片的用度,但这是有代价的。对于外形很均衡的叶片,叶片少的叶轮转速就要快些,这样就会导致叶尖噪声和腐蚀等题目。更多的人以为3叶片从审美的角度更令人满足。3叶片叶轮上的受力更平衡,轮毂可以简单些,然而2叶片、1叶片叶轮的轮毂通常比较复杂,由于叶片扫过风时,速度是变的,为了限制力的波动,轮毂具有翘翘板的特性。翘翘板的轮毂,叶轮链接在轮毂上,答应叶轮在旋转平面内向后或向前倾斜几度。叶片的摆动运动,在每周旋转中会明显的减少由于阵风和剪切在叶片上产生的载荷。

叶片是用加强玻璃塑料(GRP)、木头和木板、碳纤维强化塑料(CFRP)、钢和铝构成的。对于小型的风力发电机,如叶轮直径小于5米,选择材料通常关心的是效率而不是重量、硬度和叶片的其它特性。对于大型风机,叶片特性通常较难满足,所以对材料的选择更为重要。

世界上大多数大型风力机的叶片是由GRP制成的。这些叶片大部分是用手工把聚脂树脂敷层,和通常制造船壳、园艺、游戏设施及世界范围内消费品的方法一样。其过程需要很高的技术水平才能得到理想的结果,并且假如人们对重量不太关心的话,比如对于长度小于20米的叶片,设计也不很复杂。不过有很多很先进的利用GRP的方法,可以减小重量,增加强度,在此就不赘述了。玻璃纤维要较精确的放置,假如把它放在预浸片材中,使用高性能树脂,如控制环氧树脂比例,并在高温下加工处理。

定载风机

 

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