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

簡要介紹

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

慢速比

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

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

快速比

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

葉尖速比對風電機的建造結(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。只有一個葉片的風電機,其葉尖速比很高,旋轉(zhuǎn)速度也要比三葉片的風電機快得多。需要注意的是,風力泵的葉尖速比雖然屬于慢速比機械,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,一般有20到30個葉片;荷蘭風車的速度比大約為2,一般有4個葉片。現(xiàn)代三葉片風電機的葉尖速比大約為6,而一個葉片的風電機,其葉尖速比大概為12。

葉片切面:快速比風機的葉片一般都設計得細長而薄,其原因就是葉片切割風的時候,與風的相對速度十分高。(站長注:這段我看不懂,只是照原文翻譯。)

風機的轉(zhuǎn)化效率系數(shù):快速比風機由于產(chǎn)生的渦流損失要比慢速比風機低很多,所以其作用系數(shù)要明顯比慢速比的風機高。一般慢速比風機的轉(zhuǎn)化效率系數(shù)cP在0.3到0.35之間,而快速比的風機能夠達到0.45到0.55。

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