CN104822938A - 用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转叶片主体,且该涡轮机的旋转轴线与流体的方向成直角 - Google Patents
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Abstract
一种用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转体(10)，该涡轮机的旋转轴线平行于工作流体的方向，其特征在于，该旋转体是通过Rankine-Fuhrman结构的卵形获得的，该卵形布置有平行于所述旋转体(10)的旋转轴线的长轴(LRL)，所述卵形的所述长轴(LRL)等于相同卵形的短轴(DRL)的10倍，所述旋转体(10)的直径(D)沿着所述旋转体(10)的旋转轴线可变化，直到最大值，该最大值包含在所述旋转体(10)的长度(L)的1/5和1/6之间，所述Rankine-Fuhrmann结构的卵形被分成四个部段，这是通过将同一卵形的长轴(LRF)分成具有相同长度的四个节段(1、2、3、4)而获得的，所述旋转体的截面分别如下实现：-遵循Rankine-Fuhrmann结构的卵形被分成的第二和第三部段的截面，即，对应于卵形的长轴(LRF)被分成的第二节段(2)和第三节段(3)的Rankine-Fuhrmann的卵形的部段；-遵循通过如下获得的截面：将Rankine-Fuhrmann结构的卵形被分成的第三节段与第二节段调换位置相组合以形成两个相对的梯形、沿着短的底边焊接；-遵循通过如下获得的截面：将第四部段，即，对应于卵形的长轴(LRF)被分成的第四节段的构造的卵形的部段，与第一部段，即，对应于所述卵形的所述长轴(LRF)被分成的第一节段(1)的构造的卵形的部段调换位置相组合，以形成沙漏形，其中，两个部段在相应的最大曲率点处借助于长圆球形的剖面，即，具有带一折的旋转二次型的表面连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转叶片主体，且该涡轮机的旋转轴线与工作流体的方向成直角。
更具体地说，本发明涉及旋转主体的构造技术的限定，该旋转主体安装在根据已知为马格努斯效应的动力学效应而工作的水利径向涡轮机中，并被激励有相对于其纵向轴线的旋转运动。
背景技术
在本文中，径向涡轮机的表述是指旋转轴线与工作流体的方向成直角的涡轮机。
如众所周知的，在旋转圆柱相对于其纵向轴线的自转和在垂直于所述纵向轴线的方向上撞击所述圆柱体的流体流之间存在相关性。这种相关性1852年被马格努斯第一次描述，为此原因，它称为马格努斯效应。
这个相关性在圆柱体的横向裙部上通过称为“升力”的力被突出，该力沿着垂直于流体流的流线的方向，并且根据圆柱体的旋转方向，相对于所述流在顺时针或逆时针方向上旋转；更具体地说，当所述圆柱体逆时针旋转时，所述力在顺时针方向上旋转，而当所述圆柱体顺时针旋转时，所述力在逆时针方向上旋转。
定量地，圆柱体的每单位长度的升力L的模量(以N/m表示)由Kutta-Joukowski的方程给出，并且等于流体的密度ρ(以kg/m3表示)、流体丝条的渐近速度V0(以m/s表示)，即，在流体丝条未受干扰地移动的情况下流体丝条的速度，以及回路(以m2/s表示)的乘积。
在方程中，如果圆柱体具有半径R(以m表示)，由于马格努斯效应所致的升力由以下关系决定：
L＝ρ·V0·Γ＝ρ·V0·2π·ω·R2＝2π·ρ·V0·(ω·R2)
这个关系与截面的形状相关，即，对于任何截面它是有效的，截面意思为沿着穿过旋转体的旋转轴线的剖面的旋转体的轮廓。
转让给Instituut vor Aero-Hydro-en Dinamiek，发明人是Anton Flettner的美国专利第1,674,169号描述了马格努斯效应的若干可能的应用，尤其是作为船只的帆和风力发电机的叶片，并且提供旋转体的多种可替代实施方式，尤其是包括圆柱体形状(在专利中，示出了若干船只配备圆柱形的旋转体所构成的帆)，椭圆形状(仅在涉及船只的图中提及，而没有描述其特性)以及由两个截锥部分构成的形状，所述两个截锥部分由圆柱形部分相互连接(在该情况下，也没有任何规定这些部分之间的特定尺寸关系的描述)。
基于这个第一个专利以及其他随后的专利，Flettner在1000吨的吨位的船只上安装有两个马格努斯效应旋转圆柱体，直径为2.75m并且15m高，由两个大约40kW的电动机驱动，750圈/min自转，并且离开Hamburg(1926年3月31日)进行其处女航，并且到达纽约(1926年5月9日)(A.Flettner,“Mein Weg Zum Rotor”1926)。
1985年，J.Cousteau以与Flettner的转子船(rotoship)相同的方式为其远洋船只配备了由他拥有的专利所产生的变型。
在2009年，风力涡轮机的其中一个最大的制造商德国Enercon开发了一个货轮，该货轮130m长、22.5m宽且10500公吨的静重(DWT)，配备有四个马格努斯效应圆柱体，该圆柱体25m高且直径为4m，与传统的推进螺旋桨成一体，获得40％的节省。
与旨在开发马格努斯效应并基于围绕它们的轴线旋转并且布置在相对于地固定的位置处并更总体地说相对于它们所属的发电厂处于固定的位置处的圆柱体的装置的研发相并行，研发了利用马格努斯效应的涡轮机，该涡轮机的旋转轴线平行于或垂直于工作流体的方向。
其中，美国专利1744924描述了一种利用马格努斯效应的径向涡轮机，其中，多个旋转轴线彼此平行的旋转圆柱体容纳在两个框架之间，所述两个框架布置在彼此平行的平面上并且垂直于所述旋转体的轴线，每个旋转体所产生的升力被传递到框架，并且带动它们围绕公共的旋转轴线旋转，该公共的旋转轴线平行于旋转体的旋转轴线。
在法国专利第608280号和国际PCT申请WO2009/018524中也示出了类似的方案，它们也涉及利用马格努斯效应的径向涡轮机，其中，一直是圆柱形的旋转体布置在两个相互平行并且垂直于所述旋转体的轴线的板之间。
在1930年和1950年之间的多年中，Marco Todeschini研究并试验了马格努斯效应并最终编纂了“La Teoria delie Apparenze(Spazio-Dinamica&PsicoBiofisica)”(1949年由Istituto Italiano d’Arti Grafiche在bergamo出版)以及“Psico-Biofisica”，Ed.Centro Int.di Psicobiofisica,Bergomo,1949，提出了基于动力学考虑并由船模试验池中所进行的试验所验证的马格努斯效应的革新解释，确定了在两个彼此平行的圆柱体上观察的吸引和排斥效应，并且由于它们围绕它们相应的纵向轴线旋转，与地球的惯性，即，地球的自转，联系到一起。
旨在给出这种理论-试验论点的更一般的理由，可以想象由沿着相对于旋转体的旋转轴线成横向的方向移动的流体所到达的旋转体被马格努斯动力学过程激励的惯性力所驱动，并且进一步，在Kutta-Joukowsky的回路的理论中考虑并在数学上解释，根据相对论解释再考虑。
这合理地意味着基于仅与流动的纵向方向共轴的坐标系的一维理论是不充分的，由于它没有考虑地球的旋转运动，即，“Campo Centro-Mosso”(CCM)(根据Todeschini所使用的命名)。
因此，为了领会马格努斯效应的意义，并且理解其内涵，需要在位于地理三点坐标系外侧的三点坐标系中移动观察点，以便如其实际上那样将共轴坐标系归结于地球的两个运动，即，它围绕太阳的旋转和它围绕其轴线的旋转(自转)。
简言之，对于一维流理论，它被局限于认为仅流动的纵向分量是起作用的，需要新的动力学模型替代，其中地球介入，且它的贡献投射到流动方向上。
如上所述，仅在观察点位于Campo Centro-Mosso外侧的三点坐标系上时才能够评估这个贡献。
那么，有可能说在马格努斯效应机器和Campo Centro-Mosso(即，地球)之间，在所产生的能量(作用)和从Campo Centro-Mosso提取的相等能量(反作用)之间毫无例外地存在相对应性。
于是，根据Todeschini的理论试验分析，仅在水中的根据马格努斯效应的工作机器，在这种情况下，被假设是不可压缩的，并且在非常关键的动力学领域中，具有107量级的雷诺数，才能够将Campo Centro-Mosso的势能，即，地球的势能转变成有用的力。
但是，在迄今为止提出的采用马格努斯效应的机器中，这个重要的贡献从未被考虑在内，结果这些机器利用马格努斯效应的能力并非最佳，即，从不同的观点出发，这些机器的研究和设计，尤其是参照旋转体的形状，还没有在地球旋转的贡献方面优化。
鉴于上面情形，显然存在马格努斯效应机器的需求，该机器考虑影响马格努斯效应的所有分量来设计。
发明内容
在本文中，包括根据本发明的技术方案，旨在提供不同于根据现有技术所考虑的那些的特别形状的旋转体。这些旋转体被提出用于风力或水利涡轮机，在流动的水且在封闭回路中操作。
除了上述理由之外，通过随后的理论和试验分析，将惯性理论与量子物理学的原理相比较，也有可能找到用于通过马格努斯效应产生能量的更多解释。
在这个方面特别的重要性具有工程用途(如磁悬浮火车)，在该用途中，有可能利用非均质磁场以及磁化率梯度，还利用“量子真空“的新解释，考虑能量和脉冲的供给者，以及，因此，宇宙中所有主体之间的连接要素，而不忘记水的物理特性。
尤其是，根据本发明，参照由它们自身的自转所激励的圆柱体在水中产生的涡旋运动的理论，这个运动能够在水中产生强磁场，为此，在旋转体和环境之间的分离表面处，产生强大的压力梯度，导致功率的产生。
在圆柱体和轴线对称旋转形状的当前技术选择范围内，因此，提出本发明，以提供在工业工程设计领域以及在与旋转体的移动相关的被动力减小方面都提供重大改进，由此，促进了功率输出的增加。
这些和其他结果是根据本发明获得的，本发明提出一种用于利用马格努斯效应且涡轮机的旋转轴线与工作流体的方向成直角的涡轮机的旋转体，其截面通过参照被认为可信和可靠的信息并参照试验结果来获得，该试验结果给出圆柱体的升力作为圆柱体的自转和未受阻碍的风的速度之间的关系的函数，以便在流体动力学参数的处理之后，构成这样一种构造，该构造在卵形主体的截面上以精确的长度和宽度比率来构建，在航空工业中广泛经历，关于升力和曳力的系数，并尤其在Rankine-Fuhrmann的卵形的截面上构建，在飞艇的实现中应用。
以这种方式，可以确保在缩减轴的功率所有项上的减小，如例如：
由于在旋转体的外表面上的流动的摩擦所导致的项；
表示电动机的损失的项，该电动机产生旋转体的旋转；
表示传动和支撑元件：齿轮和轴承中的摩擦损失的项。
也有可能确保：
在工业生产线上应用的标准；
在功率线上由于尾流分离所导致的能量耗散和损失方面的减小。
因此，本发明的目的是提供一种用于利用马格努斯效应的且旋转轴线与工作流体的方向成直角的涡轮机的旋转体，这允许克服现有技术的技术方案的限制并获得上述技术效果。
本发明的进一步目的在于所述旋转体能够在生产成本和管理成本两个方面以基本上有限的成本制造。
本发明的另一个目的是提供一种用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转体，该涡轮机的旋转轴线与工作流体的方向成直角，该旋转体基本上是简单、安全和可靠的。
因此，本发明的特定目的是如权利要求1中限定的用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转体，该涡轮机的旋转轴线与所述工作流体的方向成直角，以及如权利要求8中限定的利用马格努斯效应的涡轮机，该涡轮机的旋转轴线与工作流体的方向成直角。
根据本发明的旋转体和涡轮机的进一步特点在相应的从属权利要求中限定。
附图说明
现在将根据本发明的特定实施方式并具体参照附图中的图形描述本发明，该描述是说明性的而非限制目的，图中：
图1示出Rankine-Fuhrmann的卵形，具有其构造线以及其特性测量值结果的指示；
图2示意性示出具有随机形状的叶片主体，用于计算最大可获得功率；
图3示出根据本发明的第一实施方式的用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转体的截面，该涡轮机旋转轴线与工作流体的方向成直角；
图4示出根据本发明的第二实施方式的用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转体的截面，该涡轮机旋转轴线与工作流体的方向成直角；
图5示出根据本发明的第三实施方式的用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转体的截面，该涡轮机旋转轴线与工作流体的方向成直角；
图6示出利用多个具有图5的基本截面的旋转体实现的用于利用马格努斯效应的涡轮机的转子的一部分的前视图，该涡轮机的旋转轴线与工作流体的方向成直角，以及
图7示出图6的涡轮机的透视图。
具体实施方式
已知普通流动管道的每单位时间的动能可以转变成机械功，而该机械功可以转变成电能。
近年来的理论和实验(Badr,H.M.,Coutanceau,M.,Dennis,S.C.R.和Menard,C.,"穿过雷诺数为103和104的旋转圆柱体的不稳定流(Unsteadyflow past a rotating circular cylinder at Reynolds numbers 103and 104)",J.Fluid Mech.(1990),vol.220,459-484.；M.H.Chou,"从浸没在均匀流场中的旋转圆柱体流出的涡流的数值研究(Numerical study of vortex shedding from arotating cylinder immersed in a uniform flow field)"Int.J.Numer.Meth.Fluids(2000),vol.32,545-567；Y.T.Chew,M.Cheng,S.C.Luo:"利用混合涡流方案对穿过旋转圆柱体的流动的数值研究(A numerical study of flow past arotating circular cylinder using a hybrid vortex scheme)"J.Fluid Mech.(1995),vol.299,pp.35-71；W.M.Swonson"马格努斯效应：目前调查的总结(TheMagnus effect:A summary of investigation to date)",Trans.ASME,D,(1961),vol.83.No.3,P.461-470；N.M.Bychkov"马格努斯风力涡轮机.2.旋转圆柱体的特性(Magnus Wind Turbine.2.Characteristics of rotating cylinder)"Thermophysics and Aeromechanics,vol.12,No.l,2005；N.M.Bychkov"马格努斯风力涡轮机.1.模型测试的结果(Magnus wind turbine.1Results ofmodel testing)"Thermophysics and Aeromechanics,vol.11,No.4,pgg.567-580(2004)；L.S.Pan,Y.T.Chew"用于计算在可压缩流动中的二维任意主体的普通方程(A general formula for calculating forces on a 2-d arbitrary body inincompressible flow)"J.of Fluids and Structures(2002)16(1),71-82；风洞测试以识别马格努斯效应风力和水利涡轮机的效率(Wind tunnel testing to identifythe efficiency of Magnus Effect wind and hydraulic turbines)(2008,A.Zasso,Politecnico di Milano,Department of Mechanics))已经表明可以利用特定形状并由其自身自转所激励的旋转体以利用动力学马格努斯效应来改善风力涡轮机的性能，它的循环的升力由Kutta-Joukowsky的环量方程来调整。
本发明旨在优化轴线对称的旋转体的实现方式，该旋转体由在航空工程中广泛经历的回转面获得，如飞艇的包络表面，并且尤其是基于Todeschini的研究结果(1949)，以及更近的研究(风洞测试以识别马格努斯效应风力和水力涡轮机的效率(2008，A.Zasso,Politecnico di Milano,Department ofMechnical Engineering)，即，尤其是基于与升力(与运动方向垂直的力)以及阻力或曳力(纵向和横向上的)相关的试验，所述力是由于介质的粘性摩擦的存在以及在主体的表面上的压力场的效应，并最终由于这两个力的比率所致，称为流体动力学效率E。
对于曳力(本发明聚焦于该力的减小)，有可能明显做出三个贡献：
表层摩擦曳力，与流体的粘性相关联；
诱导曳力，与翼尖的涡流相关联；
形成曳力或压力曳力，其很大地取决于主体的形状，本发明聚焦于这个最后方面。
简言之，根据本发明，提出了旋转体的构造，为了给出功率的良好结果，参考高升力和限制曳力的系数测试和验证的方案，并且同时参考给出具体的空气动力学和几何基准的参考文献，做出相对改进，精确和容易再现。根据本发明，这些需求已经在参照图1所示的Rankine-Fuhrmann的实心卵形体中得到确认，特征在于长轴LRF和短轴DRF之间的比率优选地等于或接近10。
从Rankine-Fuhrmann的卵形导出的旋转固体已经广泛用在航空工业中，用在大型飞艇的建造中，由于它的形状沿着纵向轴线具有高的穿透系数，并且在横向方向上具有减小的曳力系数。
在本发明中，还提出了另一个重要的数据，即，旋转体的长度L和在旋转体端部处的最大直径D之间的比率。该比率称为最佳纵横比，参照分别在Flettner转子船、Cousteau的海洋学研究船和Enercon船的现场统一测试，在5和6之间变化。
根据本发明的利用马格努斯效应的涡轮机的能量产生能够通过另外彼此独立地参照作用在旋转体的表面上的空气动力学力、压力和速度的物理-数学研究、以及设计成减少每个旋转体的运动的能量消耗的特定技术手段得以进一步改进。尤其是，这些额外设计变量的应用允许能量产出优于最现代的水力涡轮机的能量产出，即使在存在适中的静液载荷(在Kutta-Joukowsky的环量的作用下，类似于更大的马达水力落差)以及流体流的速度场的情况下，后者根据马格努斯效应，转变成压力场。
根据本发明，需要参照Kutta-Joukowsky的理论，由于这个理论，可以将作用在被流体流撞击的主体上的承载力连接到沿着围绕主体的线的速度的环量上。简言之，如果环量是零，升力是零，而如果环量不为零，则升力不为零。
在下面的描述中，将详细处理迄今预期的概念。
如已经提到的，本发明的基础是选择在具有优选地等于或接近10的纵横比L/D的Rankine-Fuhrmann的卵形的对称截面上成形的旋转体的截面，这个方法在最近已经广泛用于飞艇的构造，由于它对于面对飞行路线的前部并且对于横截面确保了低的曳力系数，同时为侧流线提供更大的面积。
首先要提到的是，从物理角度来看，在运动的开始阶段期间，建立围绕截面的流体流的循环分量并且产生马格努斯效应的机制是由于在真实流体的限制层处的粘性力的作用。随后，一旦已经产生循环运动，能够借助于不可压缩和不可转动的流的描述，来研究产生升力的流体的静止运动。
为了描述本发明，参照物理数学模式，利用该物理数学模式，对主体的形式建模，该主体与快速流动的流相互作用。
用于模拟主体的空气动力学特性的动力学事实的研究的基本原理是源和井与流体流相互作用，该流体流被激励有具有渐近速度V∞的规则运动。
源被表示为物理数学点实体，从该物理数学点实体，流开启在被具有规则运动的流体的流穿过的区域中扩散，而井(沉(sinks))被归纳为数学物理点实体，在该处，流消失。
在具有均匀速度V∞的流仅仅投入给定强度的源时，它在源的上游开放，并且在流线的新的轨迹之间，在平行于流的方向的轴线z上示出流线，该流线从位于源的上游的驻点开始，穿过源，它布置成绘出一条开口的截面，称为Rankine的半无限拱形(ogive)。
如果具有渐近速度V∞的流体流首先遇到指定强度的源，并随后遇到相等且相反强度的沉，源和沉被绘制在z轴上，流线开放然后封闭，即，有可能获得两个奇点，称为驻点，第一个在源的上游，而第二个在沉的下游，并且流线流过两个驻点并在这些驻点之前和之后与z轴重合。
通过围绕z轴旋转这个流线360度得到的封闭表面限定了预定长度的三维轴线对称主体的形状，该主体定位在所考虑的流中，在所述流线外侧精确地再现运动的场。这意味着，通过源和沉的存在所产生的流线的回转形成的这个主体的轮廓如果进入到流体流中的话不会改变源和沉的流动所改变的流动图案。具有这种形式的主体被称为Rankine固体或Rankine卵形体。
如果沉以沉的无限序列分布，称为沉片(sheet of sinks)，以逐点吸收通过无限数量的源(称为源片)分布的相同的流动，在这个源片-沉片组合之内绘制的主体，由渐近速度V∞的平流(plain stream)投入，具有对称的截面，该截面是穿过驻点的流线。这个截面被称为Rankine-Fuhrmann的对称截面。
该截面的普通方程，鉴于它的难度，推测每次由源片所分布的并且由沉片所吸收的每单位长度的流量的值能够满足截面的积分方程，通过迭代求解它。这个方法由Rankine推导出来并然后由Fuhrmann以系统化方式应用，Fuhrmann确定了对应于不同分布的形式。所谓的Fuhrmann的穿透固体也被识别，并且这个命名是由于表征这些固体的低曳力系数，由于伴随流的它们的截面逐渐并最终具有非常有限的尾流，不同于钝体，如圆柱体，后者呈现非常大的尾流，特征为涡流的存在，该涡流会分离和消减主体在流体中穿透的能量。
为了进一步提高根据本发明的旋转体的升力能力，也可以通过将其横向表面覆盖小的足迹(凹坑)，如用于高尔夫球的那样，旨在制造边界层涡旋，并因此减小曳力。
根据本发明的涡轮机在选择Rankine和Fuhrmann的卵形的截面的情况下，提供高的积分表面面积，因此，可以考虑海军概念机器(naval conceptionmachine)，它的特征为L/D的低值(处于已经用于Flettener的动力船的关系)，以及在模型中在1500和3500转每分钟的慢的自转，而在实际尺寸的机器中，自转在200和650转每分钟(在空气中)之间或更高(在水中)逐渐变化。
参照原型机器，该分析允许确定该关系，利用该关系，可以预测最大可提取功率。
在理想非粘性流体的条件下有效的从和到积分移动的相同方程允许计算“功率因数”，利用该功率因数，可以在不同叶片主体之间进行比较。
显而易见地说，在真实粘性流体的情况下，升力和曳力系数将具有与理想值不同的值，但是总是可以使用试验结果。
最终，最大可提取的功率的表达式必须被考虑为理想的，由于它没有考虑粘性效应和边界效应。但是这将不会影响叶片主体对形状和几何的相关性的表达。
已知，在文献中，给出很多试验数据，这给出了与圆柱体的旋转的圆周速度和风速V∞之间的比率相关的圆柱体的升力。
为了归纳在任何形状的叶片情况下的升力的计算，可以根据以下的简化假设进行近似：
a)叶片可以被表示，并然后被分成圆柱形状的(3-6)部段；
b)鉴于旋转运动缓慢的事实，可以将各种部段的圆形运动近似为平移运动，其速度Vh是相当于其质量中心的速度；部段的质量中心的这个速度被加到实际风速V∞上，识别一个虚拟速度Vf，利用该虚拟速度，可以计算每个部段的升力；
c)叶片的周边点的速度是叶片的自转的速度；
基于前述方面，对于远离涡轮机的旋转中心(即，轮毂)的叶片距离h的第h部段，与空气动力学力相关联，该空气动力学力通常分解成与虚拟速度Vf垂直和平行的两个分量，它们分别是升力和曳力。
为了比较不同形状在从涡轮机可提取的功率的产生方面的效果，可以如下进行。
参照单个叶片主体(图2)，可以写成：
a)在虚拟速度Vf的力系数的有用分量Cu的函数中，从一般元素可提取的功率的产生的有用基本力dA：
dFu＝1/2ρVf 2CudA (1)
其中，dA＝2Rp dh；
Cu＝CLcosΦ-CDsinΦ＝CL(V∞/Vf)-CD(Ωh/Vf)
Vf 2＝V∞ 2+Ω2h2
b)力的基本扭矩dFu：
dM＝(dFu)h (2)
c)基本功率
dP＝(dFu)hΩ (3)
d)对于整个叶片主体的功率
Pw＝1/2ρΩ∫Vf 2Cu dA h (4)
其中，积分扩展至极限的有效面积。
在关系(4)中替代先前的表达式(参照图2获得)，可以得到：
Pw＝1/2ρΩ∫(V∞ 2+Ω2h2)(CL V∞/√(Ω2h2+V∞ 2)-CDΩh/√(Ω2h2+V∞ 2))h 2Rp(h)dh (5)
其中，h在0和Rcp(叶片主体的半径)之间积分，升力系数CL和曳力系数通过在圆柱体，即，在叶片主体的整个表面上积分压力系数Cp和摩擦系数Cf而获得。
在理想非粘性流体的条件下，结果Cf＝0，且积分Cp得出CD＝0，由此，系数CL可以表示为：
CL＝(2πω/νf)Rp(h)
由此：
CL＝(2πω/√(Ω2h 2+V∞ 2))Rp(h)
系数CL和CD的使用允许从palar叶片主体获得独立值(并且仅与数量Re、M和Fr相关)。
关系(5)随后在如下关系中被简化：
Pw＝1/2ρΩ2πωV∞∫RP 2(h)h dh (6)
替代积分并且用β表示乘积项：
β＝1/2ρΩ2πωV∞
可以得出：
Pw＝β∑i(RP 2(h)hΔhi)
其中，i＝1，N；N是涡轮机的叶片主体被分成的部段的数量，并且Δhi是第i个部段的幅度，其中，被叶片主体投影的面积被分割(在矩形部段的情况下，容易得出Δhi＝2RP(h))。
比率PW/β被称为功率因数，并且表示叶片主体的性能。
显然，末端的头部是用于产生功率的最重要的元件，而其他部段的贡献可以忽略。
为此原因，根据本发明的叶片主体除了关切提供对沉降流体的减小阻力的截面之外，关切最远离轮毂的部段。
所有的前面的内容构成理论基础，支持根据本发明的用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转体及相关的涡轮机的实现，其中所述涡轮机的旋转轴线与工作流体的方向成直角，在下面的描述中将对其更加详细的介绍，尤其是参照图3至7中所示的实施方式。
尤其是，参照图3，图3示出根据本发明的第一实施方式的旋转体10的截面，尤其是设计用于利用水作为工作流体的情况，图4示出根据本发明的第二实施方式的旋转体10的截面，尤其设计用于利用浓稠流体，图5示出根据本发明的第三实施方式的旋转体10的截面，尤其设计用于利用超浓稠流体作为工作流体。
在本发明中，术语浓稠流体指的是运动粘度与水相当并且密度在1和5g/cm3之间的流体，而术语超浓稠流体指的是运动粘度与水相当并且密度超过5g/cm3的流体。
具体地说，在本发明中，旋转体的设计开始于将Rankine-Fuhrmann的卵形体再分成四个部段，这是通过将相同卵形体的长轴LRF分成四个相同长度的节段而获得的，所述节段在图1中分别用附图标记1、2、3和4表示。在任何情况下，即，在后面将描述的三个实施方式的每一个中，对于用来构造各节段的Rankine-Fuhrmann的卵形体来说，相同的比例LRF/DRF＝10有效，以便使得升力CL和曳力CD的系数最优，并且在旋转体的长度L和旋转体的最大直径之间比例的形状因数L/D＝5÷6最优，这可以在Flettner转子船(1926)、在Cousteau的远洋船只(1985)和在Enercon(2010)的船中发现。
旋转体的高度L那么等于LRF/2。
实际上，重复上述步骤，这使得绘制出RanKine-Fuhrmann的卵形体，在其本身中包含旋转体的三个实施方式的构造，无论物体的长度L如何，我们有：
Rankine-Fuhrman的卵形体的形状因数：
LRF/DRF＝10；DRF＝LRF/10
旋转体的形状因数：
L/D＝5，D＝L/5
作为用于项目的数据，设定了：
DRF＝D
在旋转体的较大直径D被设定等于给出旋转体的进一步尺寸下的最大可能的意义上，这允许最大限度利用Rankine-Fuhrmann的卵形作为旋转体的构造的实体。
这暗示了：
L/5＝LRF/10；
由此：
LRF＝L/2
从文献【Gottingen,Swanson,和其他人的(YT Chew,M.Cheng,SC luo,“利用混合涡流方案对穿过旋转圆柱体的流动的数值研究(A numericalstudy of flow past a rotating circular cylinder using a hybrid vortex scheme)"J.Fluid Mech.vol.299,pp.35-71，1995)】的可用数据中，已知了描绘圆柱体的，总地来说，描绘由具有高雷诺数的流动到达的被提供有围绕其较长纵向轴线自转的任何主体的效率的参数是流体动力学系数E＝CL/CD，升力系数CL和曳力系数CD之间的关系。
另外，在风洞中在具有端部盘的圆柱体上获得的试验结果【WM Swanson"马格努斯效应：目前调查的总结(The Magnus effect:A summary ofinvestigation to date)",Trans.ASME,D,1961.Vol.83.No.3,P.461/470】确认了在与雷诺数的高数值一起工作时，无量纲比E＝CL/CD可以呈现出比从分析获得的值更高的值，这是因为在实际情况中系数CL增大，同时系数CD减小。
由于湍流的存在，升力反而减小，该湍流导致圆柱体后部和前部之间的压力差降低，在此，后部是指圆柱体中其圆周速度指向相对于流体的运动方向相反的方向的部分，而前部是指圆柱体中其圆周速度指向与流体的运动方向相同的方向的部分。
根据本发明，在旋转体的几何和功能参数的选择中，参照从NMBychkow【马格努斯风力涡轮机.2.旋转圆柱体的特性(Magnus Wind Turbine.2.Characteristics of rotating cylinder)，Thermophysiscs and aeromechanics Vol.12No.1,2005】对利用马格努斯效应的轴向风力涡轮机的旋转圆柱体所进行的研究中推导出的数值-试验指示。
支配Bychkov的研究的分析的主要参数是：
-雷诺数，参照圆柱体的直径；
-旋转体的纵横比L/D，旋转圆柱体的长度和它的直径的比率
-无量纲的速度α，旋转体的圆周速度和未被干扰的流动的速度之间的比率
-参数C，在圆柱体的端部处的盘的直径和圆柱体的直径之间的比率。
在这个出版物中显示的图中，可以看到流体动力学效率是如何变化的，以及升力和曳力系数是如何相对于α，即，相对于L/D以及C变化的。
从这些分析中浮现出参数C和纵横比L/D在限定旋转圆柱体涡轮机的性能方面的重要性，以及在利用马格努斯效应的涡轮机的设计中的重要性，其中一个最重要的问题是识别允许降低旋转体的曳力系数的条件。
为此目的，总是从这些实验结果出发，即使从构造的角度来看这存在问题，显示出有可能利用纵横比L/D。
但是，当仅仅改变纵横比L/D是不足够时，有可能参照从试验参考获得的估计值，这表示可以通过改变旋转体的形状来实现优化方案。
从这个重要的观点出发，发展出了根据本发明的方案，其中，在从具有LRF/D＝10的RanKine-Fuhrmann的卵形推导出的结构中，得出减小曳力系数的可能性，这是由于在真实世界的单元，如在飞艇中的大量试验性应用给出的保证，其形式再现了LRF/D＝10的Rankine-Fuhrmann的卵形的截面。
尤其是，在已经选择遵循Rankine-Fuhrmann的卵形的截面来实现根据本发明的旋转体，以及在将这种结构的卵形分成四个部段(通过将长轴LRF分成四个相等部分而获得)，取决于工作流体的特性，通过以下的考虑获得旋转体的最佳形状。
参照图3，在水被用作工作流体的情况下，为了利用最大有用工作表面，旋转体10的截面遵循Rankine-Fuhrmann结构的卵形被分成的第二和第三部段的截面，即，对应于图1中由附图标记2和3所指示的节段的Rankine-Fuhrmann的卵形的部段来实现，其中所述部段是具有较大的直径值的部段。
参照图4，在浓稠流体被用作工作流体的情况下，为了继续利用最大有用的工作表面，同时限制在旋转体被到达它的流体最大加压的部分中的旋转体的曳力，该部分即对应于旋转体的长度的一半，旋转体10的截面仍遵循Rankine-Fuhrmann结构的卵形已经被分成的第二和第三部段的截面来实现，在这种情况下，通过颠倒它们的相互位置，以便形成两个相对的梯形，沿着短的底边焊接，换言之，这种形式是通过将第三部段与第二部段调换顺序(排列)组合来获得的。
参照图5，在超浓稠流体被用作工作流体的情况下，进一步减小在旋转体中的被到达它的流体所最大加压的部分(即，所述部分对应于其长度的一半)内的曳力变得至关重要，旋转体10的截面是遵循Rankine-Fuhrmann结构的卵形被分成的第一和第四部段的截面来实现，该部段即为对应于图1中被附图标记1和4所指示的节段，颠倒它们的相互位置，以形成沙漏形，由此通过将最后一个部段与第一部段调换顺序(排列)组合并在最大曲率的点处焊接到一起而形成，在此，它们借助于长圆球体的剖面连接，即，具有带一折(flap)的旋转二次型的表面。显然根据这个实施方式，可用于流体通过的空间较大，以这种方式，避免了流体自身对旋转体过压。
参照图6和7，借助于非限制性示例，示出利用马格努斯效应的径向涡轮机的转子的一部分，该转子设置有根据如图5中所示的本发明的实施方式的多个旋转体，并尤其是旨在用于超浓稠工作流体中。这并不排除相同的结构也可以与根据如图3所示的实施方式制造的旋转体10一起应用。
具体地说，在图6和7中，每个旋转体10的上部基部11和下部基部12优选地数量相等，为八个，这形成了根据本发明的利用马格努斯效应的涡轮机的转子的一部分，它们被仔细固定在两个相应的连接环13、14上，两个连接环在它们的内部具有支座，该支座设计并配备成允许围绕它自身轴线的各种旋转速度方案。
所有旋转体10，由于马格努斯效应，被移动连接环13、14的力拉动(solicited)，确定了在环自身的中心轴线上的马达扭矩，又与电功率的驱动器或者交流发电机(未示出)相联接。
为了确保所有旋转体10被推力所移动，该推力向中心轴线传递扭矩，该扭矩与从其他旋转体获得的扭矩正向相加，旋转体必须被相对于中心轴线在径向方向上的流体流作用(invested)，即，通过适当分配器(distributor)(未示出)的存在而被导引和调整。
为了能够连续操作并限制运动导致的能量消耗，尽管这涉及到更大的构造难度，为每个旋转体配备围绕其自身轴线旋转的自身的马达元件也是方便的，该马达元件在可变速度下旋转，以覆盖工作范围，并与其他马达元件完全同步，这可以借助于具有可变转数的单个多级马达来实现。
自转方案的选择，即，旋转体围绕它们的轴线的旋转速度由在能量方面的处理考虑来支配，其解析关系包含支配执行项目的实现阶段的几何-功能参数。
此外，参照图6和7，旋转体10由两个端部盘14完成，该端部盘14的直径大于旋转体的直径，在端部盘的指向外侧的一侧上，配备有一系列叶片15，该叶片15成形为从产生推力的流动中获取能量，通过这样，它们参与到旋转体10的自转运动中，由此减小专用于相同旋转体的旋转的发动机的能量消耗。
端部板14和小翼15与端部的先前实施方式(Flettner转子船；N.M.Bychkow“马格努斯风力涡轮机2.旋转圆柱体的特性”,Thermophysics andAeromechanics Vol.12No.1,2005)相比是改进的改造。尤其是，端部板具有增加旋转体的升力，减小末端的流体束的涡旋的目的，并且其直径等于k·D，其中k取决于旋转体的自转速度和入射到旋转体上的合成速度VR之间的比率，该合成速度是相互作用的流体的未干扰速度V∞和涡轮机叶轮的圆周端部的圆周速度的矢量和，VR 2＝V∞ 2+Ω2·R2。尤其是，k优选地包括在1.25和1.3之间，并更优选地是，它等于1.3。
重要的是重复旋转体的运动的决定阶段的两个方面。
第一个方面是：自转的消耗相对于作用旋转卵形的流体的速度而言是不变的，如从反复的实验循环中可理解的那样。
第二个方面涉及到如下事实：为了能够允许操作的连续性并且在运动所致的能量消耗方面得以限制，为每个旋转体配备围绕其自身轴线自身旋转的马达元件是方便的，该马达元件以可变速度旋转，以覆盖工作范围，尽管这会涉及到更困难的构造。
已经根据本发明的优选实施方式出于说明而非限制的目的描述了本发明，但是可以理解到在不背离由所附权利要求书限定的相关保护范围的前提下，本领域技术人员可以做出变型和/或修改。
Claims (7)
1.一种用于利用马格努斯效应的涡轮机的旋转体(10)，该涡轮机的旋转轴线平行于工作流体的方向，其特征在于，该旋转体是通过Rankine-Fuhrman结构的卵形获得的，该卵形布置有平行于所述旋转体(10)的旋转轴线的长轴(LRL)，所述卵形的所述长轴(LRL)等于相同卵形的短轴(DRL)的10倍，所述旋转体(10)的直径(D)沿着所述旋转体(10)的旋转轴线可变化，直到最大值，该最大值包含在所述旋转体(10)的长度(L)的1/5和1/6之间，所述Rankine-Fuhrmann结构的卵形被分成四个部段，这是通过将同一卵形的长轴(LRF)分成具有相同长度的四个节段(1、2、3、4)而获得的，所述旋转体的截面分别如下实现：
-遵循Rankine-Fuhrmann结构的卵形被分成的第二和第三部段的截面，即，对应于卵形的长轴(LRF)被分成的第二节段(2)和第三节段(3)的Rankine-Fuhrmann的卵形的部段；
-遵循通过如下获得的截面：将Rankine-Fuhrmann结构的卵形被分成的第三节段与第二节段调换位置相组合以形成两个相对的梯形、沿着短的底边焊接；
-遵循通过如下获得的截面：将第四部段，即，对应于卵形的长轴(LRF)被分成的第四节段的构造的卵形的部段，与第一部段，即，对应于所述卵形的所述长轴(LRF)被分成的第一节段(1)的构造的卵形的部段调换位置相组合，以形成沙漏形，其中，两个部段在相应的最大曲率点处借助于长圆球形的剖面，即，具有带一折的旋转二次型的表面连接。
2.如权利要求1所述的旋转体(10)，其特征在于，在其端部处，它包括端部盘(15)，该端部盘的直径大于所述旋转体(10)的较大直径。
3.如权利要求2所述的旋转体(10)，其特征在于，所述端部盘(15)的直径为所述旋转体(10)的所述较大直径的1.2倍和1.3倍之间，并优选地等于所述旋转体(10)的所述较大直径的1.3倍。
4.如前述权利要求中任一项所述的旋转体(10)，其特征在于，在其端部处，它包括一系列叶片(16)，该叶片成形为使得产生有助于所述旋转体(10)围绕其自身轴线旋转的推力。
5.如前述权利要求中任一项所述的旋转体(10)，其特征在于，它的横向表面存在一系列凹坑。
6.一种利用马格努斯效应的涡轮机(20)，该涡轮机的旋转轴线与工作流体的方向成直角，其特征在于，它包括多个如权利要求1至5中所限定的旋转体(10)。
7.如权利要求6所述的利用马格努斯效应的涡轮机，其特征在于，所述旋转体(10)数量为8个。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107152379A (zh) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | 苏州盛恒兴自动化设备有限公司 | 一种马格纳斯(Magnus)效应垂直轴风力机转子正反转控制与实施方法 |
| CN107152378A (zh) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | 苏州盛恒兴自动化设备有限公司 | 一种垂直轴风力机转子正反转能量转换装置及其使用方法 |
| CN112594110A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-02 | 西北工业大学 | 一种基于马格努斯效应的垂直轴海流能发电装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111075656B (zh) * | 2019-12-27 | 2021-06-08 | 上海海事大学 | 一种风力助推-发电装置及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1041825A (en) * | 1911-02-14 | 1912-10-22 | Charles J Low | Propeller. |
| GB243756A (en) * | 1924-11-28 | 1926-06-03 | Paul Adalbert Roscher | An improved wind motor |
| JP2007085327A (ja) * | 2004-02-09 | 2007-04-05 | Mekaro Akita:Kk | マグナス型風力発電装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1674169A (en) | 1923-07-28 | 1928-06-19 | Inst Voor Aeroen Hydro Dynamie | Arrangement for exchanging energy between a current and a body therein |
| US1744924A (en) | 1925-04-13 | 1930-01-28 | Charles E Sargent | Wind motor |
| FR608280A (fr) | 1925-12-21 | 1926-07-23 | Moteur à vent à axe vertical | |
| SU1507646A1 (ru) * | 1987-03-31 | 1989-09-15 | Ленинградский Кораблестроительный Институт | Судовой ветродвижитель |
| CA2552297C (en) * | 2004-02-09 | 2010-08-10 | Mekaro Akita Co., Ltd. | Magnus type wind power generator |
| EP2185811A2 (en) | 2007-08-02 | 2010-05-19 | Joel S. Douglas | Magnus force fluid flow energy harvester |
-
2012
- 2012-10-05 EP EP12425163.8A patent/EP2716905A1/en not_active Withdrawn
-
2013
- 2013-10-07 CN CN201380061265.6A patent/CN104822938A/zh active Pending
- 2013-10-07 WO PCT/IT2013/000271 patent/WO2014054062A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1041825A (en) * | 1911-02-14 | 1912-10-22 | Charles J Low | Propeller. |
| GB243756A (en) * | 1924-11-28 | 1926-06-03 | Paul Adalbert Roscher | An improved wind motor |
| JP2007085327A (ja) * | 2004-02-09 | 2007-04-05 | Mekaro Akita:Kk | マグナス型風力発電装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107152379A (zh) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | 苏州盛恒兴自动化设备有限公司 | 一种马格纳斯(Magnus)效应垂直轴风力机转子正反转控制与实施方法 |
| CN107152378A (zh) * | 2016-03-03 | 2017-09-12 | 苏州盛恒兴自动化设备有限公司 | 一种垂直轴风力机转子正反转能量转换装置及其使用方法 |
| CN107152379B (zh) * | 2016-03-03 | 2019-04-16 | 苏州盛恒兴自动化设备有限公司 | 一种马格纳斯(Magnus)效应垂直轴风力机转子正反转控制与实施方法 |
| CN112594110A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-04-02 | 西北工业大学 | 一种基于马格努斯效应的垂直轴海流能发电装置 |
Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150805 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |