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bdlhz618的博客

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个人简历 具有深厚的专业理论知识和丰富的实践经验,勤于思考,富于创新,在长期的工作实践中,始终注重研究和探索,通过多年的艰辛努力和实验,在技术革新与发明创造方面有所突破,研制成功《风力飞行器》(201110319692.2)。《调桨长的万向风车》(201210393482.2)。

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还是喜欢垂直轴  

2011-07-18 23:19:05|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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还是喜欢垂直轴


经过近一段时间的实验研究和分析,发现水平轴的效率(把材料应用数量多少考虑在内)比垂直轴高,也就是说,如果用相同的材料做风轮,那么做一个万向风车的材料可以拆分成两个水平轴风轮,而一个水平轴风轮的扫风面积将是垂直轴的两倍多。很明显,这样里里外外算下来,水平轴比垂直轴效率高4倍。在内蒙古农业大学硕士学位论文中也有这样的结论:从以上三种风轮功率输出曲线的对比关系得到:在额定风速下,垂直轴风轮功率输出<螺旋桨式风轮功率输出<专用风轮功率输出。这的确让人很懊丧,所以,不能不承认以前所说的那些话,例如:“万向风车的扫风面积是螺旋桨风车的扫风面积的2~3倍,所以风车的输出功率就是螺旋桨风车的2~3倍。另外,万向风车的升力矩是定值,而螺旋桨风车的升力矩是升力对叶片径向长度的积分,可以证明,万向风车的升力矩要高于螺旋桨风车40%。”“要解决偏远山区农牧民用电问题,非万向风车不可!”“    万向风车将开创风能利用新时代!”“让我们敲螺旋桨风车的丧钟”……等,显然,这些话是说得过头了!

那么,是不是万向风车就没什么可取之处了呢?其实不然,因为万向风车可以很方便的改装成水平轴,这样就让我可以很方便的对水平轴和垂直轴进行比较(不过请注意,不是螺旋桨和垂直轴)。

经过多次反复的比较,让我觉得,虽然水平轴在相同风速下转得飞快(比垂直轴快得多),但必须在风速、转速、负载三者都最优的很窄的小范围内。离开这个范围就大幅降低,甚至停转(或飞车),这真有点像昙花一现;而垂直轴却范围很宽,有不倒翁的样子。这让我想起了一个关于骡子和马的寓言里所说的骡子和马的故事,水平轴就像那头骡子,而垂直轴就像那匹马,骡子一时跑得快,但最终跑不过马,因为骡子的父亲是头驴。

所以,还是喜欢垂直轴。原因是:

1)水平轴效率高的范围很窄;

2)水平轴不易启动,不稳定。或许停转,或许飞车;

3)水平轴叶片重量不能太大;

4)水平轴对迎风角度敏感,稍有偏航,转速急剧下降;

5)水平轴维修困难;

6)水平轴不能串联应用;

水平轴的缺点正是垂直轴的优点。




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