风车的发明
风车的发明
风车是利用风力带动机械转动的动力机械。人类最早使用的风车就是利用水力或风力带动的动力装置。早期的风车一般安装在兼作仓库用的圆形房屋或磨坊中,用以把小麦或其他谷类研磨成粉。
1000多年前,我国首先发明了风车,那时主要用它来提水、磨面,代替繁重的人力劳动。12世纪时,风车由阿拉伯人传入欧洲。到了16世纪,荷兰人利用风车排水、与海争地,在低洼的海滩地上建国立业,逐渐发展成为一个经济发达的国家。到19世纪时,荷兰对风车的使用达到全盛时期。据记载,当时荷兰有一万多架风车。今天,荷兰人将风车视为国宝,北欧国家保留了大量荷兰式的大风车。有些风车的桨叶用纤维或薄木板制成;有些则由旧油桶制成:先把旧油桶一分为二,然后把两半系在直柱顶部的旋翼臂上。澳大利亚有一种常见的风车,支架塔很高,旋转的部分有许多钢叶,叶上装有尾叶,钢叶转动产生的动力能够帮助节省人力。
风车传入美国后,出现了多翼型等多种类型的风车,大大发挥了风车的效用。
风车的种类很多,按照形状及旋转轴的方向,可分为两种最主要的类型:水平轴式转子和垂直轴式转子。水平轴式转子型转动轴与风向平行。若依轮叶受力,还可分成升力型和阻力型;若依叶数则分成单叶、双叶、三叶或多叶型;若依风向,则有逆风型和顺风型,逆风型转子即叶片正对着风向。大部分水平轴式风力轮叶会随风向变化而调整位置。垂直轴式转子型转动轴与风向垂直。此型的优点是设计较简单,因为其不必随风向改变而调整转动方向。此型有桶形转子和打蛋形转子等。桶形转子是采用S型轮叶,且大多为阻力型。轮叶的旋转是依赖作用于顺风和逆风叶片部分的阻力差。
风力发电
现在,传统风车已经逐渐被淘汰,取而代之的是风力发电机。风力发电机就是利用风的能量来发电的机器。风能是一种永远也不会耗尽的能源,而且不造成任何污染。大多数风力发电机有一座狭长高耸的塔,顶部装有像飞机螺旋桨一样的巨型桨叶,长度可以超过20米。桨叶在风中转动时,驱动发电机产生电力。风力发电机大多安装在风大、空旷的地方,时常会大量集中兴建,被称为“风力农场”。因为风力很难具体预测,所以世界上只有很少的地方适宜安装风力发电机。