风速机组风电

【思考】今天思考的3个理论问题

时常思考几个问题，避免被收智商税。...

这两天在想两个和Invelox风电机组相关的理论问题，今天偶然又发现了另外一个和尾流相关的问题，拿出来一起和大家分享一下。

Invelox问题1

按照Invelox风电机组的技术介绍，来流风从漏斗上方进入，从漏斗下方流出，在漏斗中经过挤压，风速提高。

假设漏斗前后面积之比为1：5，则在不考虑沿程损失的情况下，由于质量连续（即单位时间内通过的来流质量ρVS不变），风速增大比例则为5；而漏斗前后的风功率0.5ρV2（VS）则1：25。

这多出来的功率是哪里来的？

根据伯努力方程，风功率（动能）的提高是由静压转化而来。

但是，随着漏斗前后面积比的减小，或来流风速的增大，会使得静压明显降低，这将导致漏斗后方出现与流动方向相反压差，对风速的通过产生阻碍作用。因此，Invelox系统在漏斗后方应该存在风速上限，不会无限制提高。

Invelox问题2

在Invelox风电机组中，在漏斗出口处，安装有3台小型风电机组，而这3台风电机组所在区域为一个管径截面积不变的管状通道。

根据风电机组的风功率公式，在额定风速前，风电机组吸收风能的效率接近50%，那么在经过第3台机组后，尾流风功率应该仅为来流风功率的1/8，尾流风速理论上应该降低至来流风速的1/2。

但是根据质量连续方程，由于截面积不变，风速也会保持不变，这就有了矛盾。这又是怎么回事呢？

与问题1类似，这个问题理论上也是由于静压转化为动压所致，有点类似流体中的节流阀。

综合考虑以上两个问题，Invelox风电机组应该存在理论上的风速上限，达到这个风速上限后，来流风速的提高对Invelox风电机组中的风速影响减弱，即当来流风速提高到一定程度时，机组将对来流风速造成堵塞的作用。

尾流方向问题

今天偶然看到一个关于尾流的图片，觉得有些难以理解，尾流方向到底是和风向有关，还是和机组的偏航位置有关呢？