风力机不是封闭轨道中的涡轮机. 所以, 不能做到涡轮机, 燃气轮机的轮机部分的90%以上的机械输出效率, 其效率低的原因是开放.
设想两个极端,一个极端, 完全堵死. 一面墙, 那么所有的风都绕路走了, 发出的能量为0.
另一个极端, 是全放开, 所有的风都从风力机扫过的区域走, 但是一点没有留给机组, 也还是0.
风力机对自然风来说, 就如同设卡收税,
如果税收太高, 大家就绕路, 一点也收不上来;
如果税收太低, 大家都从这里走, 但是税也收不上来.
高级税收官Betz(贝兹)通过理论计算, 算出, 12m/s的风速(大约40km/小时), 如果通过风力机降到8m/s (即风速降低1/3) 时, 吸收的能量最大, 可以达到59.3%(所谓贝茨极限), 目前国内外宣传做到45~55%的都有.
---- 以上完成第一个设定, 就是开放环境中,贪婪并不能高效.
第二点, 风力机是升力型原理 --- 这一点, 恐怕自己推导一遍动量叶素理论BEMT, 才会有更深刻的理解. 这个对于窄叶片的解释不全对, 甚至说完全不对.
更正的方式是: 亚音速的气体, 能量传递的速度是音速, 叶片通过的区域更像割韭菜, 不仅可以割到当时一秒钟瞬间通过的气体的能量 , 而且可以割到前后大约1秒钟范围的通过的气体的能量(也就是说说气体的压力与速度根据伯努利方程相互转化) 叶片通过的瞬间, 把前后1秒钟的能量都吸收走了, 然后这一片风的整体降速. (还是用税收来理解, 叶片经过的瞬间把这一家的税收收走, 他家形成压力低地, 就把周围各家的钱都借来交税了, 而且各家说好了, 谁被收税大家都互相支援, 或者说各家通过压力梯度和速度梯度用橡皮筋绑在了一起, 这家不交, 其他家也走不快,所以大家愿意交点税)
--- 第二个设定, 亚音速气体能量传递速度高于气体运动速度, 所以这些气体是一个集体, 针对任何集体中的个体收税, 都可以把合理的税收部分都收上来, 而不必挨家挨户的拜访每一个气体分子.
第三点, 风力机运行的时候, 扫风面积很大, 在被收税的气体分子眼中, 和整个圆形区域没本质区别;
但是在风力机停机的时候, 在台风的眼中和破坏性的大风眼中, 风力机希望自己越小越好, 所以叶片要窄, 要细, 而且可以通过顺桨再细一点.
还拿税收说事: 当气体分子出现怒气, 无法交税的时候, 比如叙利亚, 收税部门希望自己越小越好, 最好大家找不到自己头上, 于是觉得窄叶片, 高转速, 这种割韭菜方法才是最好的,
---- 第三个设定: 为了自身安全考虑,窄叶片, 高转速, 在大风速下, 更安全.
最后一点, 为什么不更窄一点? 结构受不了. 结构工程师的20年疲劳寿命扛不住, 不能学习林黛玉弱不禁风,
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