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不断改进的万向风车  

2013-02-18 21:12:30|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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不断改进的万向风车

近日来对叶桨的顶端端板进行了改进,将原来平面的端板做成带弯度的翼型,使它也产生升力,这样就可以通过改变顶端端板的面积大小、厚度、端板与转轴之间的距离,来改变正反馈系数β的大小了。

我们知道,随着风车旋转速度的增加,叶桨与周围空气的相对流速也增加,升力也增加。升力产生的附加转矩又反馈回风车的输入端,与输入端的风力转矩相加,增强了对转轴的旋转作用,这就像再生式无线电收音机的再生线圈一样,把经放大的无线电信号引回到输入端再放大,从而引入正反馈,提高了风车效率。

然而,再生式无线电收音机用再生线圈绕在磁棒上,通过电磁感应获得反馈信号,并通过调节线圈匝数的多少来调节感应量的大小,使收音机工作在最佳状态。如果没有这样的反馈量的调节,或者即使有而调节得不合适,都可能因反馈量过大,使收音机产生自激啸叫,或者因反馈量过小,达不到提高效率的目的。可以毫不夸张的说,没有反馈量大小的调节,就谈不上应用了正反馈。

端板在叶桨的顶端,线速度最大,产生的升力也最大,如果让端板产生的升力通过叶桨和支架形成转矩,又作用在风轮上推动风轮旋转,这就形成了正反馈。现在,只要将原来平面的端板也做成带弯度的翼型,使它也产生升力,就可以通过改变顶端端板的面积大小、厚度、端板与转轴之间的距离,来改变正反馈系数β的大小了。

这一改变,还使升力的大小可以随叶桨倾斜度的大小进行放大和缩小。见下图

由图中可以看出,如果保持叶桨顶端端板的升力方向始终向上,那么,倾斜度由30~60度变化,升力的水平分力,就逐渐缩小。反之,叶桨倾斜度由60~30度变化,升力的水平分力,就逐渐放大。倾斜度的变化,改变了升力水平分力的大小,这也可以改变反馈系数的大小。

这就使调桨长万向风车顶端端板有两个作用了:第一,起到防止叶桨末端的下方气体向上方绕动,产生翼尖涡;第二,起到改变正反馈系数β的大小的作用。而且后一作用比前一作用更重要。


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