1樓：
兩年前寫的回答竟然被吞了，偶爾回來一看，發現還是需要重新答一下。簡單補充幾點吧。
1、所有的風都是從葉片間漏掉的，不管葉片多寬多密，都沒有從葉片裡穿過的。
2、氣流把動量傳遞給葉輪，同時公升力切向分量推動了葉輪旋轉，從而實現能量交換。所以氣流只要能跟葉片有公升力作用就行了，所以並不是非要離那麼近，視衰減程度，在一定範圍內都可以。
3、葉片窄的風力機都是高速風機，它的轉速相比風速來講是快的，所以螺距其實比較密（如上圖），在轉起來之後，並沒有氣流離葉片過遠的情況（正常工況），其間的風動量都會得到充分交換。
4、公升力型風機，公升力並非越大越好，公升力大使氣流減速從而提取風動能，但同時也會導致空氣流量降低（即更多的氣流從邊緣向外「漏掉」）。所以公升力提供到多大、下游風減速到什麼程度，是有最佳值的，對應於其他同學提到的Betz極限，公升力過高過低都不好。快速風機由於相對速度大，所以只需要很小的葉片面積，如果是慢速風機，所謂的實心率就要大得多了。
也就是說，要允許風從風輪圓盤內流過，一定要留合適大小動能給下游風。
5、所以問到會不會從葉片中間漏掉風，答案是風會漏掉、能量也不可避免漏掉一部分，但都是作為風力機必須漏的部分，物理規律允許截留的能量自然會截留。當然，作為乙個提供阻力的圓盤，會有「漏掉」，是從圓盤邊緣向外漏的，但與葉片疏密無關。作為開放空間中截留風的裝置，繞流也是無法避免的，即便有涵道約束，風也會在涵道入口處繞流，本質是一樣的，只是以誰為基準計算的問題。
有答主用渦扇發動機舉例，並不完全解答該問題，因為渦扇發動機進氣道因工況變化同樣存在繞流問題。
2樓：導演我死幾次
站在下邊瑟瑟發抖，腿都軟的
3樓：南有喬木
這問題下有很多專業回答，但似乎沒有用最簡潔易懂的語言解除提問者的疑惑。對非理工專業的外行來說，很可能看一大堆專業回答卻完全沒弄懂。。。
我用乙個非理工科的外行能理解的語言來總結一下：
①風機能到利用的最大風能是流過扇葉運動軌跡面積（扇葉轉一圈形成的圓）的風能的59.3%。注意：
如果扇葉長100公尺，則這個面積是兀x100X100平方公尺。這個面積與扇葉自己的迎風面積無關。
②雖然扇葉迎風面積看起來只有圓形軌跡面積的幾十甚至幾百分之一，但己經可以吸收通過軌跡面積的大約50%的風能。不管再增大多少扇葉面積理論上最多只能增加大約9.3%的風能，成本卻大幅上公升，得不嘗失。
③第二點與普通人的直觀想像相背，說明扇葉中間空檔處的風能大部分並沒有漏掉。原因是扇葉在轉動，達到正常工作速度時，扇葉兩次經過乙個點的間隙時間內，並沒有損失多少風能。
④如果風很小，扇葉運動足夠慢，那麼它的風能確實大部分都漏掉了，利用率可能只有不到1%，這時把扇葉加寬到電風扇那樣，理論上可提高到接近59.3%，但這種風速下風能太小，沒有利用價值，考慮它沒意義。
4樓：TU5
這個風機不是透平啊
這個風機的目的是盡可能的從風中吸取能量，一旦阻礙風的流動，那麼能量也就沒了，而且風機也被吹倒了；
好比薅羊毛，你不能把羊給薅禿了
5樓：山河
簡單的很，風的速度，怎麼讓葉片轉的最快就是好方法，就像小時候玩的風車，三四個葉片未必比很多葉片轉的慢，只要速度類似，那肯定越少越好
6樓：李優
除了效率問題，還可以從另乙個角度思考一下風力發電機三葉造型的問題。
例如現在乙個風力發電機，三葉片直徑100公尺。為了提高效率，我們造乙個四葉片直徑100公尺的。（通過優化四葉片效率更高應該可以達到）
但是你造100公尺直徑四葉片，甚至五葉片的成本，已經可以造120公尺直徑的三葉片了。。。
雖然四葉片100公尺直徑的風機效率稍高一點。。。但是三風葉120公尺直徑的風機受風面積大，發電量更多呀。
風電專案絕對不是追求效率最高，而是造價最低，例如我效率低，但是造價100元每千瓦。。。你效率頂天，造價180元每千瓦。有什麼用？
7樓：
風力機不是封閉軌道中的渦輪機. 所以, 不能做到渦輪機, 燃氣輪機的輪機部分的90%以上的機械輸出效率,其效率低的原因是開放.
設想兩個極端,
乙個極端, 完全堵死. 一面牆, 那麼所有的風都繞路走了, 發出的能量為0.
另乙個極端, 是全放開, 所有的風都從風力機掃過的區域走, 但是一點沒有留給機組, 也還是0.
風力機對自然風來說, 就如同設卡收稅,
如果稅收太高, 大家就繞路, 一點也收不上來;
如果稅收太低, 大家都從這裡走, 但是稅也收不上來.
高階稅收官Betz(貝茲)通過理論計算, 算出, 12m/s的風速(大約40km/小時), 如果通過風力機降到8m/s (即風速降低1/3) 時, 吸收的能量最大, 可以達到59.3%(所謂貝茨極限), 目前國內外宣傳做到45~55%的都有.
---- 以上完成第乙個設定, 就是開放環境中,貪婪並不能高效.
第二點, 風力機是公升力型原理 --- 這一點, 恐怕自己推導一遍動量葉素理論BEMT, 才會有更深刻的理解. 這個對於窄葉片的解釋不全對, 甚至說完全不對.
更正的方式是: 亞音速的氣體, 能量傳遞的速度是音速,葉片通過的區域更像割韭菜,不僅可以割到當時一秒鐘瞬間通過的氣體的能量 , 而且可以割到前後大約1秒鐘範圍的通過的氣體的能量(也就是說說氣體的壓力與速度根據伯努利方程相互轉化)葉片通過的瞬間, 把前後1秒鐘的能量都吸收走了, 然後這一片風的整體降速. (還是用稅收來理解, 葉片經過的瞬間把這一家的稅收收走, 他家形成壓力低地, 就把周圍各家的錢都借來交稅了, 而且各家說好了, 誰被收稅大家都互相支援, 或者說各家通過壓力梯度和速度梯度用橡皮筋綁在了一起, 這家不交, 其他家也走不快,所以大家願意交點稅)
--- 第二個設定, 亞音速氣體能量傳遞速度高於氣體運動速度, 所以這些氣體是乙個集體, 針對任何集體中的個體收稅, 都可以把合理的稅收部分都收上來, 而不必挨家挨戶的拜訪每乙個氣體分子.
第三點, 風力機執行的時候, 掃風面積很大, 在被收稅的氣體分子眼中, 和整個圓形區域沒本質區別;
但是在風力機停機的時候, 在颱風的眼中和破壞性的大風眼中, 風力機希望自己越小越好, 所以葉片要窄, 要細, 而且可以通過順槳再細一點.
還拿稅收說事: 當氣體分子出現怒氣, 無法交稅的時候, 比如敘利亞, 收稅部門希望自己越小越好, 最好大家找不到自己頭上, 於是覺得窄葉片, 高轉速, 這種割韭菜方法才是最好的,
---- 第三個設定: 為了自身安全考慮,窄葉片, 高轉速, 在大風速下, 更安全.
最後一點, 為什麼不更窄一點? 結構受不了. 結構工程師的20年疲勞壽命扛不住, 不能學習林黛玉弱不禁風,
推薦風電專業的人員看一本好書《風力機葉片結構設計手冊》,
風電機組風電人,
鐵打的漢子(4), 拒絕肥胖,
與風同行, 向天收稅(1) !
8樓：大俠
我覺得乙個簡單的邏輯問題，不是科學理論問題。我們想要的是把風力轉換為旋轉力而不是推力，所以風漏掉和效率是兩回事，我們要的不是把風攔住，否則用個風帆擋住就行。所以我認為樓主的問題主要是概念混淆了，前面的大神都是各種解刨分析很賣力，都被這個邏輯問題給繞進去了。
9樓：瞳欣
這個問題很好理解，風力發電所追求情形是：同樣風力的情況下，推動力使得葉片轉得角速度越快越好。 那麼，反向去播葉片，同樣的角速度，製造出來的風力越小越好。
這樣不難理解為什麼葉片這麼窄了吧。
10樓：njxzh
主要目的是讓風帶動那個扇子頁進而帶動裡邊輪子轉起來，所謂最大效率就是能轉的最快，但不是說擋住風的面積比例越大就會轉的越快，比如極端全都擋住像個圓盤一樣，那肯定是不行的，扇葉中間總得露出一部分讓風過去，扇葉中間露出多少這是有個比例的，這個比例受到多種因素的影響，也包括現在材料技術水平，現在計算出來就是這樣是能轉的最快的
11樓：曾成
貝滋極限那個0.593咋來的很多人說了，我就不囉嗦了，這個數字的來龍去脈搞風電的沒有不知道的。
指出些學生黨可能會漏掉的視角：
1，加實度也是增加葉片數量，而不是加大葉片面積，3葉片還有個優勢是震動可以很好的被過濾掉。
2，葉片設計也要按照基本法，早期基本都是NACA翼型做些優化改進，現在的主流不太清楚。葉片大了摩擦力大，湍流，分層什麼的，浪費能量。流體力學很深奧，我不是搞葉片設計的，就不亂講了。
3，不加實度還有個原因是要配合發電側，現代的電控技術和成本要求對發電機的工作轉速有要求，所以風輪側不能轉太快，也不能太慢。兆瓦級風機主軸需要承受的能量密度很大，實度搞高了扭矩過大不好控制，主軸軸和變速箱也貴。
4，風機是個工程產物，講究取捨，價效比和效率，還有乙個很關鍵的是標準，一套工業標準下來，基本上全世界的風機都長差不多樣子。
5，明陽有兩葉片的海上風機，2兆瓦還是3兆瓦，很有意思，葉片比三葉片的要肥一些些，轉的挺快，齒輪箱應該省了一大筆，就是整個結構設計到後方監控的資料模型與三葉片的完全不一樣，成本很高。蠻佩服他們的，只有私人老闆的公司，才敢這麼勇敢嘗試。
12樓：汪步青
材料問題，強度不夠支撐自重。
你知道為什麼葉片只能做到這麼大嗎？因為如果做得再大，即使是這麼點轉速，也無法保證葉片不會因為向心力而被甩出去。
所以如果葉片做得更大，那麼不是要承受更重的重量了？
漏點風無所謂，反正又不差幾個錢，大不了多造幾個。但是設計出問題才要命。
13樓：木蟲子
葉片的寬度只是在算單個葉片上的阻力和公升力時才會用到，因為主要是控制葉片的葉尖速比為最佳，從而保證效率的最佳，不知這樣定性的分析能不能讓題主理解一點，然後如果你想加深理解，可以搜Schmitz的葉片設計公式，這個是在Betz按照最優情況時設計的葉片下，根據實際情況進一步改進的葉片設計公式，這個公式給出了葉片弦長與葉片展向長度的關係，所以風機的效率並不是單純的只看葉片寬度大小，而是要考慮翼型損失、尾流損失和葉尖損失，關於風機方面的書，我推薦你看一下Robert Gasch 和 Jochen Twele寫的《Windkraftanlagen 》，國內很多都是從這本書翻譯過來的，但是我覺得還是看原版的好一點。
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風力發電機那麼重為什麼還能轉？
還是叫XX吧 被你發現了！風電行業的終極奧義。其實，大部分風電場都會在風機輪轂裡養著88對成年倉鼠，公母各半 他們會在風來的時候，跑到輪轂上，開始踩風機，葉片就轉動起來了。之所以說大部分，因為部分欠發達地區和發達地區會用松鼠或者龍貓代替，切記不能用老鼠，老鼠會互相撕咬，工作效率低。歸根結底風力發電機...
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還是叫XX吧 咳咳，從風電的角度，來解釋下。你以為的風力發電機可能是這樣的 孩子抓著風車，舉個小手就能發電，插在祝融號背上，還挺可愛的。但是！工程上用於發電的並網型風電機組，大部分是長這樣的 輪轂中心距離地面的高度大概在90 140m之間，葉片長度在70m左右，為了立起來這玩意兒，你需要挖乙個超大型...