定桨距失速型风机的工作原理
风机发电是风能转化为机械能在转化为电能的过程中,风吹动叶片,使整个风轮转起来,其动力的来源,就是由于风吹叶片产生了升力。由于翼型上表面路径长,所以速度大,根据伯努利方程上表面压力小于下表面,所以产升总体沿着上表面方向的力。 在0度到大概10几度20左右的攻角范围里,升力基本是线性增加的,这一段就是翼型核心的出力区域。当攻角增加到一定时,升力系数曲线会出现突然下降,下降的斜率一般也比较大。这是由于产生了失速现象。 失速产生的根本原因是由于边界层的分离,所谓边界层是指气体绕翼型流动时,由于粘滞性的作用,在翼面附近一定范围内的气层其流速将小于主流区的流速,我们把这层流速小于主流区流速的气层称为边界层。边界层分离是在翼面有突出变成平缓后产生的,此时边界层内部的流动是减速扩压,在靠近壁面处的流体由于要克服相当大的摩擦阻力而消耗掉的动能很多,在双重的阻滞作用下,靠近壁面附近的流体的速度很快减小以至于停止前进。在正压强梯度的作用下,壁面镀金的流体作逆向运行,就构成了倒流,因而形成了边界层分离现象,分离使边界层急剧增厚,会形成一个旋涡区。由于气流发生了分离,流动也就失去了翼型效应,与未分离时情况相比,翼型上侧气流速度下降,因而压力上升,上下表面压力差减小,因而造成了升力的下降。 失速调节叶片的攻角沿轴向由根部向叶尖逐渐减少,因而根部叶面先进人失速,随风速增大,失速部分向叶尖处扩展,原先已失速的部分失速程度加深,未失速的部分逐渐进人失速区。失速部分使功率减少未失速部分仍有功率增加,从而使输入功率保持在额定功率附近。 来源:智慧强学斋