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利用角动量定理论证贝茨极限
在所有各径向位置上,切向及轴向诱导速度都不相同,考虑r 处 的环(对于一个叶片就是它的一个叶素)。
环形圆盘上转矩增加,将使得切向速度增加,而轴向力使轴向速度减小,整个圆盘由多个圆环组成,且各环作用力相互独立,即把实际传给各环的动量仅仅传递给空气。
作用在环形区上转矩等于通过此环形区空气角动量的变化率,即:
转矩=角动量变化率=质量流量X切向速度变化X半径。
贝茨理论缺乏对风电机组气动设计的具体指导,但可用于风轮的基本气动原理的分析,是风能利用的基础。
采用的假设:
(1)气流为连续、不可压缩的均匀流体;
(2)无摩擦力;
(3)风轮没
2、有轮毂,叶片无限多;
(4)气流对风轮面的推力均匀一致;
(5)风轮尾流无旋转;
(6)在风轮的前远方和后远方,风轮周围无湍流处的静压力相等。
A2
v1
v
v2
风轮轮轮
p+
p-
A1
A
p∞
p∞
现象:
(1)风轮前后截面流量相等;
(2)风通过风轮时,受风轮阻挡被向外挤压,绕过风轮的空气能量未被利用;
(3)若v1-v2=0,通过叶轮的空气动能不变,没有能量转换;
(4)若v2=0,没有气流通过风轮,依然没有能量转换。
最大功率输出的轴向诱导因子与非旋转尾流一样,且在整个圆盘上一致。切向诱导因子随径向位置而变化。
由(5)可得
与非旋转尾流时一样 贝兹极限
结论:现对角动量守恒现象做了一些初步的介绍,我们了解到角动量守恒现象对于物理学及技术应用都有很大意义。推动角动量守恒现象的研究对于人类的发
展极大的作用。
现阶段角动量守现象已应用到技术方面,给人们生产、生活带来了不可磨灭的贡献。加深角动量守恒现象的研究甚至将推动人类历史的发展。
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