达里厄（Darrieus）垂直轴风车 3D列印档案大公开，有兴趣都可自己做一台！

Archer 垂直轴风车 0 Comment

本文提供 达里厄（Darrieus）风车实验装置的 3D 列印 .STL档，说明文件与图片等等。有兴趣的人可以下载，实际製作来玩玩看！达里厄（Darrieus）风车属于升力型垂直轴风车，转速高，效率也高，是很值得研究的主题。本专案之实验装置，如下影片所示：

专案档下载点 => iCloud

本专案注意事项与安全须知：

本专案是针对实验需求而设计，为了能快速验证想法而採用 3D 列印来製作零件，因此不适合长时间与强风状况使用，原因说明如下：

      1. 3D 列印之零件，材质的机械强度较弱，请避免在强风之环境下使用，
      2. 3D 列印若採用 PLA 材质，长时间使用会有脆化现象，有解体风险，需特别注意！
      3. 为避免叶片重量对横杆与主轴的连接件（如下左图）造成过大的弯曲应力使零件受损，可用束带强化之，并在主轴与横杆间设置拉索。
      4. 达里厄风车是升力型，转速较高，叶尖速比（TSR）可达 4 以上，因此横杆与主轴之固定必须牢固，可採用插销（如下右图）以避免受离心力甩出。
      5. 横杆与叶片採用 M4 螺丝锁紧，因此横杆必须攻内牙，请参阅下载之专案档内容。

3D parts for Darrieus wind turbine

本专案 3D 列印零件搭配的其他零件说明如下，请自行加工或购买：

    1. 风车主轴之外径为 12 mm，水平支撑（横杆）外径为 5 mm。
    2. 叶片（NACA0015）内支撑杆外径分别为 8mm 与 5 mm。
    3. 叶片，主轴与横杆长度可自行设计。
    4. 主轴之轴承座是根据轴承 6901 而设计。

达里厄（Darrieus）风车的基本特性：

  1. 为升力型 垂直轴风车，转速高，效率也高。
    • 叶尖速比（Tip Speed Ratio，简称 TSR）可达 4 以上，表示叶片速度可超过风速 4 倍以上，远高于阻力型的不到 1 倍。
    • 根据文献，效率可以达到 40%，比阻力型不到 20% 高很多。
  2. 低速时扭力小，通常无法自行起动。必须仰赖其他辅助装置来起动。
    • 通常在 TSR < 2 时，扭矩很小，不足以起动。
    • 常见的起动方式为加装阻力叶片来协助起动，但也会使升力叶片的效率下降。
    • 与阻力叶片相比，本站推荐用 马格努斯转子来协助起动，起动扭矩更大，风车效率也更高，新/旧 方法 PK 的影片如下：

Ref. 马格努斯效应 与 垂直轴风车，风车发电量计算神器，

 

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