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[其他相关] 为什么大多数风力发电或电扇等装置都是三片叶子?

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发表于 2017-5-9 09:49 | 显示全部楼层 |阅读模式

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为什么大多数风力发电或电扇等装置都是三片叶子?
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发表于 2017-5-9 14:11 | 显示全部楼层
事实上,也曾出现过一个叶片和两个叶片的风力发电机。但现代风力机的最普遍叶片数量是三片,是设计过程中各种方面和参数相妥协的结果。这些方面包括,但不仅限于:空气动力学,能量转换效率,制造以及维护成本,系统可靠性,噪音,美观。
从技术参数上简单的分析,较多的叶片数可以:1)增加机械转矩;2)增加输出功率;但同时会:3)降低最大旋转速度;4)带来更沉重的制造成本,维修也更加复杂困难。
因此叶片数量多的电机更适合运行在低转速的场所,例如:水泵和打磨谷物的电机。
而风力发电机则期望叶片能旋转在更高的速度,这样位于叶片中心(杆塔顶部)的发电机的体积不需要制造的很大就可以满足电网频率的要求。
另外,通常在高度越高的地方风速越大。由于风力发电机的杆塔很高,叶片也很长(40m-60m*). 旋转到高处的叶片和旋转到低处的叶片所承受的风速有明显的差距。如果发电机仅两片叶片,那么当叶片旋转到一个位于高出,一个位于低处时,他们的受力明显不够均匀,因而需要设计更加坚强稳固的杆塔来托起发电机和叶片。而三片叶片的发电机则能在一定程度上缓解这种不平衡,因此运行起来较为平稳平滑。平稳平滑意味着较少的噪声,较低的磨损。
发表于 2017-5-10 09:36 | 显示全部楼层
网上找的,仅供参考
其实五叶的更好点
大家都知道,电风扇扇叶做的是圆周运动,扇叶不是平直的,都有一定弧度,叶片安装在托轮盘上也有一定的角度(一般是60°/30°,最稳定),这样设计是为了送风的需要。扇叶的大小长短、运动的快慢决定电风扇配用电机的输出功率的大小。 市面上出售的(家用)电风扇一般只有三片扇叶,吹出的风是直射向前的,不柔和,且噪音大,特别是在高速档上更是如此。为什么呢?除结构简单制造难度小的原因外,重要的是省时省工省料,节约制造成本,卖给消费者只要能扇风就达到目的,利润相对高些。物理性能肯定就没有五片叶子的电风扇好。
    比较一下就知道:三片叶的电风扇扇叶把圆周均匀地分成三份,以扇叶的中心线为界,每份120°,这是平衡的需要(不平衡时,产生震动,运行起来自己都会移动变成打夯机)。电机带动风叶盘时,由于扇叶少,相距远的原因,片与片之间相互不能遮掩,不是曲线进风,就不能温柔的把空气邀(舀)过来向前送,而是强行往前赶,缝隙部分没被舀到的空气被后一片叶片迎面撞击,加大了运行噪音。所以,三片扇叶的风扇扇风“不温柔”,且噪音也大。
    来看看五片扇叶电风扇为何优于三片扇叶电风扇的:
    1.扇叶多,且布局与黄金分割有关(暗藏0.618≈√5-1/2)。扇叶均匀分布在圆形托盘上,相邻两扇叶的中心线所夹的圆心角是72°,扇页顶端中心线相连即为此扇叶运行轨迹形成的圆的一条弦,此弦的中点与圆心的连线向外延与扇叶运行轨迹相交于一点,这一点就是正十边形的一个顶点。所以说,五扇叶电风扇外观看起来比较顺眼,是因为它与“黄金分割法有关”,很多人喜欢梅花可能就是这个原因(戏说)。
   2.最主要的是,五扇叶风扇由于其扇叶能相互遮掩,将侧向斜入(从扇叶相掩处缝口曲折进入)的空气涡流同时均匀地向前送出,又由于避免了扇叶直撞进入的空气,减小了摩擦噪声,涡流散后,有散风的味道(暂借用味道二字描述)所以就比三扇叶的风扇送风更“温柔”。
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