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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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调桨长万向风车的叶桨头(二)  

2012-12-07 12:30:41|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 现在用下面的H型达里厄风车叶轮为例,说明其工作原理。

风车由两片垂直的叶片阻成,叶片截面为流线型的对称翼型,以相反方向安装在转轴两侧(见图1)。

调桨长万向风车的叶桨头(二) - 风的力量 - bdlhz618的博客

图中画出了叶片压力线(即通过压力中心的,翼型上下翼面所受压力的合压力),可以看出,H型达里厄风车的压力线静止时几乎通过转轴,在有风情况下形成的转矩也很小。

调桨长万向风车的叶桨头(二) - 风的力量 - bdlhz618的博客

图2所示为假如调整叶片的偏心度,叶片压力线发生偏转,使叶片旋转力臂增加。

为了更祥细的分析H型达里厄风车的工作原理,现对其叶片在风力作用下的受力情况进行分析,并绘出其受力分析图如下。

在下面图中列举了一个叶片从0度到315度八个位置的叶片受力分析图(见图3),风从左边进入,风速暂时设为恒值,浅蓝色的矢量v是风速、绿色的矢量u是叶片圆周运动的线速度反向(即无风时叶片感受到的气流速度)、蓝色的矢量w是叶片感受到的合成气流速度(即相对风速)、紫色的矢量L是叶片受到的升力。调桨长万向风车的叶桨头(二) - 风的力量 - bdlhz618的博客

我们分析一下叶片在这八个角度的受力情况,从图中可以看出,除了风速设定为固定不变以外,其他各量(大小和方向)都在周期变化着。在90度与270度的位置,相对风速不产生升力,所以没有产生旋转力矩,在其它六个位置上叶片受到的升力均能在运动方向产生转矩(是攻角使压力线发生偏转),这也是达里厄风力机能在风力下旋转的道理。(参见鹏芃科艺——达里厄风力机)调桨长万向风车的叶桨头(二) - 风的力量 - bdlhz618的博客

在上面的分析中,没有考虑叶片产生的阻力,也没有考虑风速的变化,以及尖速比大小所造成的影响。如果全面考虑到以上各个情况,可通过下图来说明(见图4)。

总结一下H型达里厄风车的工作特性,可以得出以下结论:

1)H型达里厄风车的压力线在静止时几乎通过转轴,这时相对风速W与风速V一致,叶片的攻角很大,有些位置甚至大于失速攻角,使得启动转矩非常低,这就是H型达里厄风车在没有转速的情况下不能自启动而必须外加启动装置的原因;

2)攻角随风速和转速的变化而变化,从而使升力也不断变化,;

(未完待续)


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