第)式中，R為風(fēng)輪半徑，n為風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，ω為旋轉(zhuǎn)角速度，V為風(fēng)速。(10)實(shí)度所有葉片展開面積除以掃略面積為實(shí)度，有著平衡其他參數(shù)的作用。為了減少成本實(shí)度要盡量小。 式中，B為葉片數(shù)，C為葉片的弦長。(11)雷諾數(shù)是沒有單位的參數(shù)，衡量流體上慣性力與粘滯力之比。 1.3整體結(jié)構(gòu)設(shè)計為了克服目前升力型風(fēng)力葉輪啟動性能較差和阻力型風(fēng)力葉輪風(fēng)能利用效率低的缺陷，根據(jù)空氣動力學(xué)理論，考慮垂直軸風(fēng)力葉輪的內(nèi)部區(qū)域和葉片周圍的空氣動力學(xué)特性，結(jié)合垂直軸風(fēng)力葉輪自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和運(yùn)行特征，本義提出了一種新型螺旋形垂直軸風(fēng)力葉輪結(jié)構(gòu)。該風(fēng)力葉輪由四個葉片構(gòu)成，每兩個葉片垂直，每隔一定距離，有一個葉片，截面是FIN-MP翼型，以螺旋線為中心，通過垂直的橫切面得到外形山截面，葉片與垂直軸線的夾角為60度，螺距是高度的6倍。如圖1.6就是該風(fēng)力葉輪模型的一個立體幾何框架圖。圖1.6四葉片垂直軸螺旋形風(fēng)機(jī)葉輪模型從空氣動力學(xué)角度，這種風(fēng)力葉輪是可以解釋的，當(dāng)空氣接觸到葉片時，既對葉片形成阻力，又會有升力的形成，二者相互補(bǔ)充，在葉輪旋轉(zhuǎn)時，氣流在遇到螺旋形狀的葉片的正反兩面時，就會產(chǎn)生阻力或是推動力。這種螺旋狀可以使葉輪的初始工作狀態(tài)保持在一個穩(wěn)定的水平，這種結(jié)構(gòu)可以使用較輕的葉輪材質(zhì)，且在旋轉(zhuǎn)過程中，輸出的風(fēng)力也是均勻穩(wěn)定的，可以提高流場質(zhì)量。圖1.7螺旋形風(fēng)機(jī)葉片剖面圖1.截面翼型基準(zhǔn)點(diǎn)1.截面翼型3.截面翼型前緣點(diǎn)4.基圓5.基圓圓心根據(jù)流動原理，當(dāng)氣流繞過翼型時，由于攻角的存在，上下兩個曲面遇到的不一致的風(fēng)力差值形成升力，當(dāng)升力和阻力達(dá)到良好的匹配關(guān)系時，最有利于風(fēng)力葉輪的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。上圖為垂直于旋轉(zhuǎn)軸的葉片剖面，在截面翼型的翼弦上取一個基準(zhǔn)點(diǎn)，該基準(zhǔn)點(diǎn)位于截面翼型的端點(diǎn)處到終點(diǎn)處的3/10距離點(diǎn)。設(shè)風(fēng)力葉輪的高度為H，基圓直徑為D，旋轉(zhuǎn)軸垂直于截面翼型，旋轉(zhuǎn)軸的中心與基圓圓心重合，基圓圓心距截面翼型基準(zhǔn)點(diǎn)的距離為0.5D，以螺旋線為中心，通過垂直的橫切面得到外形山截面，葉片與垂直軸線的夾角為60度，螺距是高度的6倍，同時選用四個相同的螺旋形葉片，每隔一定距離，有一個葉片。風(fēng)力葉輪的做功能力取決于氣流流經(jīng)風(fēng)力葉輪時葉片周圍的流態(tài)，在轉(zhuǎn)軸周圍互成90度的四個葉片，任意方向的氣流，均可啟動，且運(yùn)行平穩(wěn)。當(dāng)空氣接觸到葉片時，既對葉片形成阻力，又會有升力的形成，二者相互補(bǔ)充，在葉輪旋轉(zhuǎn)時，氣流在遇到螺旋形狀的葉片的正反兩面時，就會產(chǎn)生阻力或是推動力。故該風(fēng)力葉輪具有升阻特性結(jié)合的特點(diǎn)。同時這種風(fēng)力葉輪，滿足一定設(shè)計風(fēng)速的同時，啟動性能較好。根據(jù)設(shè)計風(fēng)速和風(fēng)力葉輪轉(zhuǎn)速這兩個關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計截面翼型的弦長、風(fēng)力葉輪高度及基圓的直徑。由于截面翼型的受力方向與大小與氣流速度和風(fēng)力葉輪轉(zhuǎn)速有直接關(guān)系，故風(fēng)力葉輪的外形參數(shù)直接決定著該風(fēng)力葉輪的風(fēng)能轉(zhuǎn)換能力。這種類型的風(fēng)力葉輪主要特點(diǎn)是：(1)它的主要工作原理是使用結(jié)合升力和阻力，前者產(chǎn)生于截面下葉片不同攻角來流情況下，后者產(chǎn)生于旋轉(zhuǎn)上升的葉片。(2)采用4個螺旋形葉片，結(jié)構(gòu)