Tỷ lệ tốc độ đầu cao cũng có thể gây ra ứng suất cho tuabin khi gió mạnh, đặc biệt là trên các cánh quạt. Cạnh trước của cánh quạt có thể bị ăn mòn bởi các hạt vật chất như bụi bẩn và cát nếu nó quay quá nhanh trong thời gian quá dài. Tốc độ cao cũng có thể dẫn đến trục trặc phanh và hỏng hóc nghiêm trọng, như Sự cố khét tiếng Hornslet năm 2008.

Tiếng ồn cũng là một yếu tố, vì các cánh quạt tạo ra nhiều âm thanh hơn ở tốc độ cao hơn. Điều này có thể được khắc phục bằng kỹ thuật khí động học. Các cánh quạt khí động học hơn có thể lặng lẽ cắt xuyên không khí ở tốc độ cao.

Khí động học

Các đặc tính khí động học của cánh phải được tính đến khi tỷ số tốc độ đầu và tốc độ đầu được tính toán. Các cánh quạt được chế tạo tốt hơn có thể bắt đầu quay ở tốc độ gió thấp hơn và di chuyển trong không khí dễ dàng hơn. Chúng cũng có thể đạt tốc độ cao hơn một cách an toàn hơn nhiều so với các cánh quạt ít khí động học hơn. Trong khi lực nâng và lực cản là lực khí động học chính ảnh hưởng đến tốc độ của lưỡi cắt, thì mô-men xoắn hoặc lực quay của các cánh cũng có ảnh hưởng. Sau đó, có lực đẩy, luôn cố gắng đẩy tuabin qua.

Tại tâm của trục cánh quạt, tốc độ gió cục bộ tương tự như tốc độ và hướng gió thực tế. Mặc dù, ở đầu cánh, tốc độ quay có ảnh hưởng lớn hơn đến tốc độ và hướng gió cục bộ. Các kỹ sư phải tính đến hiện tượng này khi họ thiết kế các cánh quạt, vì điều này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của tuabin.

Phần kết luận

Đừng để bị lừa bởi tốc độ quay chậm của tuabin gió. Các vật thể quay đạt tốc độ cao hơn ở các cạnh của chúng, và do đó các cánh của tuabin gió có thể đạt tốc độ hơn 100 dặm/giờ ở đầu, với các cánh lớn nhất có thể gãy 150 dặm/giờ vào những ngày gió đặc biệt. Các cánh dài hơn có tốc độ đầu cao hơn, vì đường kính lớn hơn cho phép cánh quạt có nhiều không gian hơn để đạt tốc độ cao hơn. Các kỹ sư thực sự thiết kế các tuabin quay với tốc độ nhất định tùy thuộc vào vận tốc gió. Đây được gọi là tỷ lệ tốc độ đầu. Điều này ảnh hưởng đến việc phát điện của tuabin, cũng như một số yếu tố khác. Các cánh quạt được làm bằng vật liệu chuyên dụng và được chế tạo để đạt hiệu quả về mặt khí động học để chúng có thể dễ dàng cắt xuyên không khí hơn.

Các câu hỏi thường gặp

Tua bin gió quay nhanh bao nhiêu?

Các cánh của tuabin gió có thể đạt tốc độ 100 dặm một giờ khi gió ổn định. Các tuabin lớn hơn có thể có tốc độ đầu đạt 180 dặm/giờ vào những ngày có gió.

RPM trung bình của tuabin gió là gì?

Trung bình, các tuabin gió tạo ra từ 10 đến 20 vòng quay mỗi phút. Đây là tiêu chuẩn khá phổ biến trên tất cả các kích cỡ của tuabin gió thương mại.

Những yếu tố nào ảnh hưởng đến tốc độ quay của tuabin gió?

Tốc độ quay của tuabin gió bị ảnh hưởng bởi tốc độ gió cục bộ, kích thước của các cánh và mật độ không khí.

Tỷ lệ tốc độ đầu là gì?

Tỷ lệ tốc độ đầu là tỷ số giữa tốc độ gió cục bộ và tốc độ đầu cánh của tuabin gió. Ví dụ, nếu tốc độ đầu cánh là 120 dặm một giờ và gió đang thổi với tốc độ 20 dặm một giờ, thì tỷ lệ tốc độ đầu là 6. Tua bin gió thương mại có tỷ lệ tốc độ đầu từ 4 đến 8.