意义与机制
穿过转子平面的空气质量流率为 ρAv，单位质量空气的动能为 v²/2。两者相乘，就得到可用风能的能量流率。
从空气中提取能量后，下游风速会降低。如果让空气完全停止，就无法维持持续穿过的气流，因此能量回收比例存在上限。
关系与条件
P=½ρAv³Cp，圆形转子面积为 πr²。理想致动盘模型的贝茨极限为 Cp≤16/27。
实际涡轮机表现出启动、额定和风切特性，以及功率损失。因此，实际功率输出并非在所有条件下，随着风速的立方而持续增加。
观察实验中需要注意的事物
在固定半径和功率系数下，风速翻倍，功率增加到八倍。
该转子模型假设恒定均匀的风速。 启动、额定功率限制、关闭以及发电机损失均未包含。 实际风力涡轮机曲线与模型有所不同。
关键关系与符号
P = ½ρπr²v³Cp · Cp ≤ 16/27
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| Cp | 风能提取的功率系数 | 无单位 |
| A | 转速扫掠面积 | m² |
| v | 上游风速 | m/s |
工作实例
在恒定风速下，叶片的半径加倍，功率会增加多少倍？
4 · 在固定半径和功率系数下，风速翻倍，功率增加到八倍。
常见误解
- 贝茨极限限制的是理想条件下风能的回收比例，而不是风速。