S式阻力差风力机之二
Savonius Type Wind Turbine Other Forms
本小节介绍S式阻力差风力机的另两种结构:萨渥纽斯(Savonius)风力机与塞内加尔式风力机。
萨渥纽斯(Savonius)风力机
这个S式风力机叶轮两个半圆柱面叶片对称安装在转轴两侧,柱面朝向相反,两个半圆柱面叶片部分交错。半圆柱面叶片直径为d,交错距离为e,见图1。

萨渥纽斯风力机风轮

图1--萨渥纽斯风力机风轮
当风吹向叶轮时由于阻力差会旋转,而且凹面部分气流会通过交错的空隙进入凸面背后,转折的气流能抵消部分凸面的阻力,可提高风机的效率,见图2。空隙e过大也会降低效率,当e/d=0.17时效果最好,如果空隙e中有转轴,转轴要细并要适当增大空隙。

萨渥纽斯风轮气流图

图2--萨渥纽斯风轮气流图
图3是一台萨渥纽斯(Savonius)风力机,由于交错空隙e较小,主轴没有通过叶轮中心,考虑薄叶片强度不够,通过外框架来支撑叶轮。

萨渥纽斯风力机

图3--萨渥纽斯风力机
请看萨渥纽斯Savonius风力机运转3D动画,动画格式: .mp4,分辨率:640x480。

萨渥纽斯Savonius风力机3D动画

Savonius风力机是阻力型风力机中风能利用系数最高的,在叶尖速比0.9时可达20%以上。

为防止死角与增大起动力矩,如同普通S型风力机一样,Savonius风力机也做成上下两组互成90度的结构,或者做成螺旋状。

塞内加尔式风力机
塞内加尔式风力机类似S式风力机,它的叶轮由三个半圆柱面叶片与三块平板构成,见图4。

塞内加尔式风力机风轮

图4--塞内加尔式风力机风轮
塞内加尔式风力机的启动力矩较大,能较好的利用风能,图5是塞内加尔式风力机。

塞内加尔式风力机

图5--塞内加尔式风力机

萨渥纽斯(Savonius)风力机与塞内加尔式风力机的性能较普通S式风力机有所提高,但结构要复杂些,主要形式为垂直轴风力机,适合在小型风电应用。

 
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