功率 P = ??∆ℎ
3. 以砝碼負重越重有助於穩固風扇基座,避免風能轉換成振動的動能,所以高負重 的狀態,能有較佳的功率表現。
圖四十五
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分析完瓢蟲翅膀的功率表現,當然也要來看看隱翅蟲是不是也是有這樣的情形,用 以驗證高負重高功率的解釋,從以下連續三組圖(圖四十六~圖四十八),都可以看出此現 象,除了隱翅蟲小尺寸的翅膀略微分歧之外,當翅膀的尺寸變為中大尺寸後,都可以看 到負重越大功率表現越好的情形。另外值得一提的是隱翅蟲在中尺寸翅膀的功率差值高 達 10000gw-rpm,而且尚未達最大值,可看出開闔之間的差距甚大,另外大尺寸的翅膀 表現也不惶多讓,到達 8000gw-rpm,相較於瓢蟲的表現都較多,最後考量摺疊翅膀時,
希望能有較低轉速,我們現階段評估大尺寸的隱翅蟲翅膀更適合做為摺翅風力發電的風 扇原型。
圖四十六
圖四十七
圖四十八
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四、面積-轉速討論
圖四十九 扇葉面積既是風推動風扇轉動的重要幫手,卻也是轉動時造成風阻的殺手,因此我 們想要看看面積對於風扇轉動有何影響?上圖橫軸均為單一扇葉面積大小(單位 cm2),縱 軸均為轉速快慢(單位 rpm),標題所示數字代表負重,由瓢蟲的翅膀表現,我們發現當翅 膀面積小的時候變異性很大,也不穩定,未負重時圖形成線∪形,負重之後轉為∩形,且 在不同風速下的表現欠缺一致性,只能隱約看出一點趨勢。當將瓢蟲翅膀摺疊後,大致 上也是呈現類似的表現:未負重時,面積越小轉越快;負重之後,面積越小轉越慢。
觀察到這樣的變化,我們迫不急待地將隱翅蟲的數據也作圖來看看,下頁所示圖五 十即為隱翅蟲的翅膀面積對轉速所作的圖。我們發現未負重時圖形也是呈現∪形,但是 負重之後是漸漸轉為∩形,依照負重量的增加,我們可以看出其轉變的過程。除此之外,
當隱翅蟲翅膀摺闔後,則一律顯現出∩形。還有,中大尺寸之後的翅膀表現趨於穩定,
不再因面積而有劇烈變動,我們從圖可看出隨著面積增大,圖形趨於水平。
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圖五十 翅膀在摺疊之後若轉速下降代表推動的力矩比不上阻抗的力矩。若在未負重時就顯現此 跡象,那麼負重之後當然就更難以拉抬轉速,隱翅蟲翅膀的構形就屬於這一類。在未負 重時就顯現出∩形,在負重之後轉速幾乎都被打趴在地,此現象或可作為其他種昆蟲翅 膀是否適合做為摺翅風扇的參考指標。
綜合以上幾個發現,我們得出以下論述:
1. 隱翅蟲翅膀在小尺寸面積時受風表現與負重有很大的關聯,調整適當的負重,甚