Existem diferenças de projeto entre hélices movidas a ar (energia eólica) e hélices para aviação?

Lâminas de turbinas eólicas, aviões e helicópteros são essencialmente as mesmas. Eles são todos asas, mais ou menos para fazer o mesmo trabalho. No entanto, cada um é projetado ou aprimorado para fazer seu trabalho especial. As diferenças podem ser:

• Número de revoluções
• Extensão da asa
• Taxa de fluxo
• Velocidade da ponta
• Densidade do meio
• Material
• Carregar

As pás da turbina são projetadas para mover grandes volumes de ar em movimento lento (geralmente 10-30 mph, 16-50 km / h) e não criar turbulência que suja a próxima lâmina. Hélices de aeronaves são projetadas para mover o ar de alta velocidade e evitar a turbulência, movendo-se para fora do caminho.

As turbinas eólicas usam o passo da lâmina para ajustar a velocidade de rotação e a potência gerada. O sistema de controle da turbina eólica ajusta o passo da lâmina para manter a velocidade do rotor dentro dos limites operacionais à medida que a velocidade do vento muda. Em aeronaves, o passo da lâmina é geralmente descrito como "grosso" para um ângulo mais grosseiro e "fino" para um mais fino.

O perfil do aerofólio também é ligeiramente diferente, já que, no caso das hélices, o objetivo é empurrar o ar. Portanto, o elevador produzido pela asa e sentido pelo eixo produzirá torque que se opõe à rotação. No outro caso, o objetivo é extrair energia do fluxo que passa pela turbina. Assim, a força de sustentação é na direção oposta e ajuda a rotação do eixo. Além disso, energia mais específica (como por unidade de massa) pode ser extraída do fluxo do que injetada nela. Isso porque, nas turbinas, o fluxo está diminuindo o gradiente de pressão que tem um efeito estabilizador. Com uma hélice, você está tentando empurrar o fluxo através de um gradiente de pressão adverso e isso tende a melhorar a separação de fluxo em suas lâminas. Portanto, as turbinas tendem a ter cargas maiores e exigem perfis mais espessos.

A hélice de avião possui ângulo de lâmina quase perpendicular ao eixo do rotor. Normalmente variou de 0 a 15 graus. 0 grau não produzirá nenhum empuxo. Mais de 15 graus produzirão mais arrasto, compare com a confiança.

A hélice eólica possui ângulo de lâmina quase paralelo ao eixo. 0 grau significa que as lâminas foram ajustadas exatamente paralelas ao eixo de rotação. 15 graus média, tem 15 graus "discrepância" do eixo.

Ângulo de ataque (AoA) de hélice e turbinas eólicas são vistas de diferentes perspectivas. AoA de uma hélice é visto a partir do próprio eixo paralelo à lâmina. É exatamente como a corrugação do parafuso. Enquanto isso, o AoA das pás das turbinas eólicas é visto do local frontal, paralelo ao eixo.

Estes dois tipos de negrito. O único está refletindo o AoA da hélice. A corrugação quase perpendicular ao próprio parafuso (eixo). Enquanto o menor negrito na segunda imagem, mostrando mais passo. Quanto maior o passo até quase paralelo ao próprio parafuso, mais adequado à lâmina da turbina eólica.

Existe uma grande diferença. A curva das lâminas é invertida. Em uma hélice, a borda de ataque fica próxima ao disco da hélice, com a superfície mais plana voltada para a traseira. Em uma turbina, a borda de ataque aponta para frente (para o vento), com a superfície mais plana também para frente.