垂直軸風(fēng)力機(jī)的現(xiàn)在和未來

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1、垂直軸風(fēng)力機(jī)的現(xiàn)在和未來　　摘要：本文主要介紹小型垂直軸風(fēng)力機(jī)的類型，各類小型垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)、小型垂直軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)思想，以及小型垂直軸風(fēng)力機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)的關(guān)聯(lián)性和未來垂直軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)展方向，也簡要介紹了磁懸浮在垂直軸風(fēng)力機(jī)中的應(yīng)用狀態(tài)。　　0引言　　小型垂直軸風(fēng)力機(jī)具有無需對風(fēng)向、無噪音、安全、可靠、外形美觀和維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)開始應(yīng)用于城市中心區(qū)域的公共照明、居民家庭、大型戶外廣告、電信基站、油田、風(fēng)電大樓、高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)、游船、鄉(xiāng)村電站等領(lǐng)域。由于國內(nèi)外各垂直軸風(fēng)力機(jī)制造商使用的研發(fā)手段、研發(fā)工具的差異以及研發(fā)技術(shù)水平

2、的參差不齊，導(dǎo)致垂直軸風(fēng)力機(jī)外觀五花八門，大部分的產(chǎn)品性能難以與水平軸風(fēng)力機(jī)相提并論。使得主流風(fēng)力機(jī)廠商（大型水平軸風(fēng)力機(jī)制造商）未進(jìn)入該行業(yè)，也造成用戶對垂直軸風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生很多認(rèn)識上的誤區(qū)。但因其具有傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力機(jī)難以比擬的優(yōu)勢，其地位也被越來越多的人重視，近些年越來越多的人摒棄傳統(tǒng)觀念，投入到該行業(yè)的研究與開發(fā)當(dāng)中。　　1垂直軸風(fēng)力機(jī)分類根據(jù)驅(qū)動垂直軸風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)動的氣動力的不同，垂直軸風(fēng)力機(jī)可分為兩個主要類別，一類是利用空氣產(chǎn)生的阻力作功，典型的結(jié)構(gòu)是薩布紐斯型風(fēng)力機(jī)(有時也稱為S型風(fēng)力機(jī))。它通常由兩枚軸線錯開的半圓柱形葉片組成，也有用3

3、至4枚的，這種風(fēng)力機(jī)往往上、下重疊多層。其優(yōu)點(diǎn)是啟動轉(zhuǎn)矩較大，缺點(diǎn)是由于圍繞著風(fēng)輪產(chǎn)生不對稱氣流，從而對它產(chǎn)生側(cè)向推力更易產(chǎn)生振動，同時迎風(fēng)面積大，抗風(fēng)能力差，而且效率都很低，因此較難以商業(yè)化?！　×硪活愂抢每諝猱a(chǎn)生的升力作功，葉片具翼型剖面，空氣繞葉片流動產(chǎn)生的合力形成轉(zhuǎn)矩。最典型的是達(dá)里厄（Darrieus）型垂直軸風(fēng)力機(jī)和衍生出的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)。達(dá)里厄（Darrieus）型風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)型式有Φ型和特殊的Δ型，其葉片多為2-3枚，裝置簡單，成本也較低，但啟動性能差，因此也有人把這種風(fēng)力機(jī)和薩布紐斯風(fēng)力機(jī)組合在一起使用。H型垂直軸風(fēng)力機(jī)

4、結(jié)構(gòu)型式較多，葉片和軸的連接形式也多樣化，不同的連接形式將影響風(fēng)力機(jī)的氣動性能和力學(xué)結(jié)構(gòu)。通過對翼型、攻角、葉片數(shù)量和實(shí)度比等參數(shù)較好的選擇，以及良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，該型垂直軸風(fēng)力機(jī)具有較好的空氣動力學(xué)性能，其風(fēng)能/電能的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到26%左右?！　?垂直軸風(fēng)力機(jī)現(xiàn)狀　　摘要：本文主要介紹小型垂直軸風(fēng)力機(jī)的類型，各類小型垂直軸風(fēng)力機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)、小型垂直軸風(fēng)力機(jī)的設(shè)計(jì)思想，以及小型垂直軸風(fēng)力機(jī)主要設(shè)計(jì)參數(shù)的關(guān)聯(lián)性和未來垂直軸風(fēng)力機(jī)的發(fā)展方向，也簡要介紹了磁懸浮在垂直軸風(fēng)力機(jī)中的應(yīng)用狀態(tài)?！　?引言　　小型垂直軸風(fēng)力機(jī)具有無需對風(fēng)向、無噪音、安全、

5、可靠、外形美觀和維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)開始應(yīng)用于城市中心區(qū)域的公共照明、居民家庭、大型戶外廣告、電信基站、油田、風(fēng)電大樓、高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)、游船、鄉(xiāng)村電站等領(lǐng)域。由于國內(nèi)外各垂直軸風(fēng)力機(jī)制造商使用的研發(fā)手段、研發(fā)工具的差異以及研發(fā)技術(shù)水平的參差不齊，導(dǎo)致垂直軸風(fēng)力機(jī)外觀五花八門，大部分的產(chǎn)品性能難以與水平軸風(fēng)力機(jī)相提并論。使得主流風(fēng)力機(jī)廠商（大型水平軸風(fēng)力機(jī)制造商）未進(jìn)入該行業(yè)，也造成用戶對垂直軸風(fēng)力機(jī)產(chǎn)生很多認(rèn)識上的誤區(qū)。但因其具有傳統(tǒng)水平軸風(fēng)力機(jī)難以比擬的優(yōu)勢，其地位也被越來越多的人重視，近些年越來越多的人摒棄傳統(tǒng)觀念，投入到該行業(yè)

6、的研究與開發(fā)當(dāng)中?！　?垂直軸風(fēng)力機(jī)分類根據(jù)驅(qū)動垂直軸風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)動的氣動力的不同，垂直軸風(fēng)力機(jī)可分為兩個主要類別，一類是利用空氣產(chǎn)生的阻力作功，典型的結(jié)構(gòu)是薩布紐斯型風(fēng)力機(jī)(有時也稱為S型風(fēng)力機(jī))。它通常由兩枚軸線錯開的半圓柱形葉片組成，也有用3至4枚的，這種風(fēng)力機(jī)往往上、下重疊多層。其優(yōu)點(diǎn)是啟動轉(zhuǎn)矩較大，缺點(diǎn)是由于圍繞著風(fēng)輪產(chǎn)生不對稱氣流，從而對它產(chǎn)生側(cè)向推力更易產(chǎn)生振動，同時迎風(fēng)面積大，抗風(fēng)能力差，而且效率都很低，因此較難以商業(yè)化。　　另一類是利用空氣產(chǎn)生的升力作功，葉片具翼型剖面，空氣繞葉片流動產(chǎn)生的合力形成轉(zhuǎn)矩。最典型的是達(dá)里厄（Dar

7、rieus）型垂直軸風(fēng)力機(jī)和衍生出的H型垂直軸風(fēng)力機(jī)。達(dá)里厄（Darrieus）型風(fēng)力機(jī)的結(jié)構(gòu)型式有Φ型和特殊的Δ型，其葉片多為2-3枚，裝置簡單，成本也較低，但啟動性能差，因此也有人把這種風(fēng)力機(jī)和薩布紐斯風(fēng)力機(jī)組合在一起使用。H型垂直軸風(fēng)力機(jī)結(jié)構(gòu)型式較多，葉片和軸的連接形式也多樣化，不同的連接形式將影響風(fēng)力機(jī)的氣動性能和力學(xué)結(jié)構(gòu)。通過對翼型、攻角、葉片數(shù)量和實(shí)度比等參數(shù)較好的選擇，以及良好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后，該型垂直軸風(fēng)力機(jī)具有較好的空氣動力學(xué)性能，其風(fēng)能/電能的轉(zhuǎn)換效率可達(dá)到26%左右?！　?垂直軸風(fēng)力機(jī)現(xiàn)狀　　由于垂直軸風(fēng)力機(jī)不僅具有低轉(zhuǎn)速、

8、大扭矩的特性，而且垂直軸風(fēng)力機(jī)葉片連接結(jié)構(gòu)多為箱梁式結(jié)構(gòu)，具有穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，同時由于垂直軸風(fēng)力機(jī)尖速比低于同功率的水平軸風(fēng)力機(jī)，風(fēng)輪重量又遠(yuǎn)大于同功率的水平軸風(fēng)力