風(fēng)力發(fā)電正在世界上形成一股熱潮，它無污染，環(huán)保安全更加實用。而隨著發(fā)電機(jī)的逐漸普及，小型發(fā)電機(jī)使用越來越多，我們一般把發(fā)電功率在10千瓦及其以下的發(fā)電機(jī)稱作小型發(fā)電機(jī)。那么小型發(fā)電機(jī)軸的區(qū)別是什么？下面小編和大家一起來探討下。
水平軸與垂直軸發(fā)電機(jī)的不同在以下幾個方面：
一、設(shè)計方法
水平軸發(fā)電機(jī)的葉片設(shè)計,普遍采用的是動量—葉素理論,主要的方法有Glauert法、Wilson法等。但是,由于葉素理論忽略了各葉素之間的流動干擾,同時在應(yīng)用葉素理論設(shè)計葉片時都忽略了翼型的阻力,這種簡化處理不可避免地造成了結(jié)果的不準(zhǔn)確性。同時,風(fēng)輪各葉片之間的干擾也十分強(qiáng)烈,整個流動非常復(fù)雜,如果僅僅依靠葉素理論是完全沒有辦法得出準(zhǔn)確結(jié)果的。
由于垂直軸風(fēng)輪的流動比水平軸更加復(fù)雜,是典型的大分離非定常流動,不適合用葉素理論進(jìn)行分析、設(shè)計,這也是垂直軸發(fā)電機(jī)長期得不到發(fā)展的一個重要原因。
二、起動風(fēng)速
水平軸風(fēng)輪的起動性能好已經(jīng)是個共識,但是根據(jù)中國空氣動力研究與發(fā)展中心對小型水平軸發(fā)電機(jī)所做的風(fēng)洞實驗來看,起動風(fēng)速一般在4～5m/s之間,最大的居然達(dá)到5.9m/s,這樣的起動性能顯然是不能令人滿意的。垂直軸風(fēng)輪的起動性能差也是業(yè)內(nèi)的共識,特別是對于Darrieus式Ф型風(fēng)輪,完全沒有自啟動能力,這也是限制垂直軸發(fā)電機(jī)應(yīng)用的一個原因。但是,對于Darrieus式H型風(fēng)輪,卻有相反的結(jié)論。這種Darrieus式H型風(fēng)輪的起動風(fēng)速只需要2m/s,優(yōu)于上述的水平軸發(fā)電機(jī)。
三、結(jié)構(gòu)特點
水平軸發(fā)電機(jī)的葉片在旋轉(zhuǎn)一周的過程中,受慣性力和重力的綜合作用,慣性力的方向是隨時變化的,而的方向始終不變。另外,水平軸的發(fā)電機(jī)都置于幾十米的高空,這給發(fā)電機(jī)的安裝、維護(hù)和檢修帶來了很多的不便。
垂直軸風(fēng)輪的葉片在旋轉(zhuǎn)的過程中的受力情況要比水平軸的好的多,由于慣性力與重力的方向始終不變,所受的是恒定載荷,因此疲勞壽命要比水平軸風(fēng)輪長。同時,垂直軸的發(fā)電機(jī)可以放在風(fēng)輪的下部或是地面,便于安裝和維護(hù)。
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作者：張鵬
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