文档介绍：螈写给开发风能志同道合朋友们的信(一)羇——探索创造能提高风场风能利用率的中华风车科研报告羆膃张财年膁(西安国营一一三厂设计研究所710077)(2012-7-18)莆蚆摘要:发现、论证后得出:“不计1、2根叶片风车风轮,仅计3叶片及大于3叶片风车风轮,3叶片风车风轮的效率,不仅不是最高的,反而是最低的。”经六年半多的探索科研,获得阶段性成果:“高效水平轴风车风轮设计技术”,已申报了国家发明专利,申请号:。基于慎重,建议朋友们,对“3叶片风车风轮效率最高”通过对比实验作个鉴定。作到心中有数,利于决策。羀关键词:探索创造能提高风场风能利用率的中华风车。艿袆朋友们好:蒇大家知道,人类已公认::开发可再生能源是人类走出能源危机和环境危机困境的唯一出路。风能是清洁的可再生能源。风能开发的意义在于此。当今,风能发电已是风能开发的主要方式。而创造能提高风场风能利用率的风能开发技术,其重要意义,犹如农业生产创造能提高农田单产量技术一样,意义重大。建设创新型国家,振兴伟大的中华民族,召唤我们早日做出贡献来。羂蚁风电机组的技术现状。葿羃据对2009年我国风电机组资料﹤1﹥统计,我国风电机组生产厂共70家,生产功率P=——3600kw的小、中、大型风电机组共243个型号。其中,3叶片的227个,% 。%,2叶片的3个,4叶片的3个,5叶片的9个,6叶片的1个,——它们也都是在3叶片左右扎堆。肃3叶片的风电机组的风轮效率如何?高校教材和风电场工程技术手册中均给出了肯定的回答:“三叶片的转子效率最高”﹤2﹥,“3叶片风轮通常能提供最佳的效率”﹤3﹥。另外,曾在数篇文章中见到过类似图2的图线(见第3页),用来作为解答为什么风电机组多是3叶片风轮疑问的依据。螀 资料﹤1﹥载文称,我国大型风电机组制造业的技术来源,大致可分为五类,其中四类是与国外技术挂钩的。如此说来,3叶片风电机组在我国几近100%的现象,亦是世界性的。羈 “三叶片的转子效率最高”,“3叶片风轮通常能提供最佳的效率”,是真的吗?2005年10月28日晚,在电视机屏幕上再次看到风电机组3叶片风轮慢悠悠转动的画面时,我突然灵感暴发:效率特低!理由是,叶片间约100度夹角的大空间的风能,未经叶片转换流失了。第二天,即开始了科研工作。蚃袁2,,感性判断蒄在同一风场中,风车风轮结构参数相同,仅叶片数目N不同时,各风轮的效率排序:(N+1)根叶片风轮的效率,高于N根叶片风轮的效率。感性理由是:将风能转换成机械能是叶片完成的,在叶片数目N不大于Nmax范围内(Nmax——叶片数目N大于Nmax后,叶片间产生的干扰,降低叶片的转换效率。)每增加一根叶片,就增加一份转换得到的能量,风轮的效率就提高一些。羂只要Nmax>3,那么,4根叶片风轮的效率,一定高于3叶片风轮的效率,“3叶片的转子效率最高”是真是假?是值得探讨的。,理论分析结果螇 风轮效率CP与风轮实度σ成正比。即:膄CP∞σ羃 风轮实度σ=A/ASL。。A——叶片面积在旋转平面上投影之和(常简化为叶片面积之和)。ASL——风轮扫掠面积。探索实验实践得知:σ≤,,实验风车风轮测试数据显示——芇图1, 图1,实验风车风轮性能测试图线。,科研结论蚆 不计1、2根叶片风车风轮,仅计3叶片及大于3叶片风车风轮,3叶片风车风轮的效率,不仅不是最高的,反而是最低的。蚅对3叶片风车风轮的效率,何以形成了如此对立的论述?袂图2,被视为风车风轮性能图线,社会上用来作为解答为什么风电机组多是3叶片的疑问的依据。袀荿3,风车风轮、风扇风轮的性能分析——效率分析莅 ,风车风轮,风扇风轮。羈 风轮,是当今人类生活、生产中使用的风能——机械能相互转换的部件。带轴轮毂上辐射安装着N根叶片是风轮的典型构成。蝿 风车风轮,输入风能E,输出风轮轴机械能P,能量转换的方向:风能↗机械能。风电机组的风轮是风车风轮。膆风扇风轮,输入风轮轴机械能F,输出风能W,能量转换的方向:机械能↘风能。电风扇的风轮,直升机的旋翼,飞机用的螺旋桨,均属风扇风轮。,风车风轮的性能分析莀 风车风轮的叶片是将风能转换成机械能的基本构件。每根叶片都能将风能转换成机械能,同时克服旋转所遇阻尼又消耗机械能。膈设风车风轮下列参数:输入风能E,风能转换成机械能GC,克服风轮旋转所遇阻尼消耗能量QC,风轮轴输出机械能PC。袆1根叶片的风车风轮,其能量平衡式:螂 P1C=G1C-Q1C葿1根叶片的风车风轮,其性能表达式,——效率表达式:蚇 CP1C=P1C/E=(G1C-Q1C)/E=CG1C-CQ1C蚆N根叶片的风车风轮,其能量平衡式:螄 PNC=N×P1C=N(