偶看新闻谯城区人民政府:万向风车与垂直轴风车的比较
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/30 15:17:56
万向风车与垂直轴风车的比较
万向风车与垂直轴风车（达里厄（Darrieus）型风车）的比较在优酷网上传视频的评论上，有一位网友问：万向风车与垂直轴风车有什么不同？其实万向风车也是垂直轴风车，在风车转轴与风向和地面都垂直这一点上，它们是相同的，但在其他方面却也有很大的差别，下面就把万向风车与其他垂直轴风车做一下比较，看看到底差别在哪里？
垂直轴风力发电机可分为两个主要类别，一类是利用空气动力的阻力作功，典型的结构是% 型风轮。它由两个轴线错开的半圆柱形叶片组成，其优点是启动转矩较大，缺点是由于围绕着风轮产生不对称气流，从而对它产生侧向推力。对于较大型的风力发电机，因为受偏转与安全极限应力的限制，采用这种结构形式是比较困难的。另一类是利用翼型的升力作功，最典型的是达里厄（Darrieus）型风力发电机，是水平轴风力机的主要竞争者。达里厄风力发电机有多种形式，基本上是直叶片和弯叶片两种。叶片具翼型剖面，空气绕叶片流动产生的合力形成转矩。
垂直轴风力发电机在风向改变时，无需对风向，在这一点上，相对于水平轴风力发电机是一大优点，这使得结构简化，同时也减少了风轮对风向时的陀螺力。（参见《中国风电网》——风电社区——风电相关技术——lina：《小型风力发电机应用设计新技术》）
简而言之，垂直轴风车可分为两大类，一类是阻力型垂直轴风车；一类是升力型垂直轴风车。阻力型垂直轴风车以萨夫纽斯风车为代表；升力型垂直轴风车以达里厄（Darrieus）型风车为代表。
对于阻力型风车这里不多说了，以前曾介绍过。它的最大缺点就是效率不高。因为只靠阻力工作，所以当风车受到风力作用转速逐渐加快时，风车所受到的风力就会越来越小，当风车的转速接近风速时，风车所受风力也接近于零，这样一来，风车维持自己空转都很困难，还怎么输出呢？所以其效率就不会太高。
万向风车不是阻力型风车，而是升力型风车，这就是万向风车与萨夫纽斯风车的最大区别。不难看出，万向风车的交叉叶片绕轴旋转时很像海鸥的两个翅膀绕着转轴飞翔，这就会产生升力，并且，旋转越快升力越大（这与旋转越快阻力越小正相反），阻力与升力的此消彼长，就提高了风车效率。
万向风车与升力型垂直轴风车（达里厄（Darrieus）型风车）相比较情况就复杂了，因为同属于升力型，都依靠升力来工作，要比较其效率大小，这就需要空气动力学知识了。
达里厄（Darrieus）型风车是垂直轴升力型风车，这一点与万向风车相同。要比较风车之间的效率高低，就要深入的比较其结构、构造、翼型、叶片攻角、升阻比、失速角……等，当然还要比较其扫风面积（在相同截风面积情况下）的大小。其实，也不难看出，在相同截风面积的情况下，万向风车的扫风面积要比螺旋桨风车的扫风面积大，所以其效率就高于螺旋桨风车；然而，达里厄（Darrieus）型风车的扫风面积却与万向风车扫风面积基本相同，这是不是可以说万向风车与达里厄（Darrieus）型风车效率基本一样呢？不，还不能这样说。因为，比较一下两者的结构、翼型、叶片攻角、叶片升阻比……等，再发挥一下想象力，设想一下两者旋转起来以后的情形，也不难想象，达里厄（Darrieus）型风车的叶片在旋转一周当中，叶片大部分时间处于失速攻角，不能产生升力；而只有少量时间才产生升力。万向风车却没有这种现象，叶片攻角在一周当中一直处于升阻比最佳状态，始终产生升力。可以这样说，达里厄（Darrieus）型风车虽然也是升力型风车，但因其结构还不如螺旋桨风车好（其实可以说是由螺旋桨风车变形而来），其效率还不如螺旋桨风车，就更不能与万向风车相比了。
以上的分析还是粗浅的，概念性的。在这里，本人期待着有更好的意见和建议，期待着有更详细的分析和论述，当然也期待着有人能创业批量生产！！！
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达里厄风车
