Dizajni vjetroturbina. Kakve su razlike između vijaka za umanjenje i vlaknastim navikama brzina rotacije oštrica vjetra travnjaka

Vrlo često ljudi grešu u činjenici da su multilavni vijci za slab vjetar, a tri-dva oštrica za jaku. I mnogi vjeruju da je učinkovitiji za slabe vjetrove koji su više efikasniji vijak, jer mnogi noževi, iz ove vuče, više vjetra prekrivaju oštrice, zato, ali ne. Većeg broja lopatica iznad početne točke, tako da ako generator ima snažnu magnetsku lijepljenje, onda morate nešto učiniti za povećanje polazišta i obično dodavanje noževa.

Zamislimo da prvo i fizički faktori djeluju na njemu. Oštrica ima uvijanje, uglovi u odnosu na tok vjetra, a vjetar koji odlazi na njemu, uzrokuje da se oštrica pod pritiskom kreće (stisnuo duž osi rotacije). Ali oštrica koja se kreće u svom avionu prevladava vjetrobransko staklo (frontalno) otpornost gustog protoka zraka. Ovaj protok i usporava oštricu bez davanja da bi se dobila da bi stekao više revolucija, a veći je promet, viši aerodinamički otpor.

Ako su sečivi više, dva ili tri, ili 12 komada, aerodinamička otpornost svih lopatica ne ostaje jednak jednoj, sastoji se, gubici su presavijeni u općim i prometom vijka. Mnoga energija se troši jednostavno na rotaciji. Osim toga, prolazne oštrice su vrlo ogorčene za tok koji se vrti, od ovoga iza trčanih noževa postaju još više otpornosti na vjetrobransko staklo i opet potrošena snaga provodi se na vjetru i okreće se. Na zavojima se provode puno snage odabrane s vjetra.

Taman kad cijela šuma lopatica u krugu, vjetar postaje teže pasti kroz vijak. Vjetrowood odgađa tok vjetra, prednji dio vijaka formira se zračnim šeširom, a novi dijelovi vjetra koji se kotrljaju u ovu "kapu" rasiju se na strankama. Znate kako vjetar obavještava prepreke, poput ove i vjetrovskog vijka kao čvrst štit.

>

Ali mnogi će misliti da se veće noževi, što se više energije može oduzeti od vetra po jedinici vremena, ali nije tako i nije tako, nije broj noževa, već promet i brzina vijka. Na primjer, 6 noža recimo na 60 Bub / M da napravimo jedan zaokret prolazeći vjetrovskom kocki i uzimajući određeni dio energije, a 3 noževa će se dva okrenuti u isto vrijeme i oduzeti istu energiju. Ako čak povećate brzinu, onda se više energije rastrgava. Nije važno koliko noževa, jedna ili deset, kao jedna oštrica rotira deset puta brže uzimaju istu energiju kao deset polako rotirajuća lopatica.

Brzo vjetrobransko sredstvo.

Brzina vijaka je omjer brzine vrha oštrice na brzinu vjetra u metrima u sekundi. Dakle, s istim zavojima brzina sečiva je različita, a zatim su uglovi ugradnje sečiva duž njezine dužine različiti. Vrh oštrice uvijek se kreće dvostruko brži od sredine oštrice, tako da je tip ugao jednak gotovo nuli za smanjenje vjetrobranskog stakla, tako da sečiva odsječe u zraku minimalnim otporom.

Samo brže oštrice pomiče jači ugao napada vjetra na promjene sečiva. Zamislimo da sjedite u automobilu i vi u bočnom staklu otkucava snijeg, ali kad počnete ići, snijeg će se već pobijediti na vjetrobranskom staklu, a kad će dobiti brzinu, tada će snijeg već pobijediti direktno U vjetrobransko staklo, mada kad zaustavite snijeg ponovo će pobijediti na strani. Dakle, i oštrica kad pokupi brzinu, vjetar će se nagnuti na to u različitom uglu. Stoga vrh lopatice čini samo 2-5 stepeni, jer će se uključiti u optimalan ugao napada vjetra i uzet će maksimum moguće energije. U sredini sečiva brzina je dva puta manja, dakle, ugao je dvostruko više, 8-12Gradusov, a korijen je još više, jer tamo ima manje brzina.

>

Za vijke za visoke eksplozije, uglovi su manje i manji. Na primjer, za tri vijaka na trimanu, uobičajena istaknutost govori o Z5, a zatim vijak ima maksimalnu snagu brzinom pet puta veće od brzine vjetra. U ovom slučaju, vrh sečiva ima oko 4 stepena, sredina 12 stepeni, a korijen ima oko 24 stepena. Ako su lopatice šest, tada je brzina dvostruko niža, to znači da su uglovi dvostruko niži mnogo. Pa, čak i tanji sečiva i manje njenog područja, velika je brzina i manje njezina aerodinamička otpornost, stoga tri oštrice ako imaju malu brzinu, a šest ili dvanaest tankog, uskim lopaticama će imati veće - Brzina.

Kao rezultat toga, takav trostruki i šestero neobični vijak imat će jednaku snagu u malom vjetru, jer će se tri oštrice brzine Z5 biti dvostruko više od šest lopatica u isto vrijeme u isto vrijeme od šest lopatica s brzinom Z2,5 u isto vrijeme , što znači da se iznosi količina energije. Ali na jačim vjetrom, šestero neobičan vijak će izgubiti i snažno tri pješčana, jer tri oštrice imaju manje aerodinamičke otpornosti i moći će postići velike brzine, pa će se održati za vrijeme vremena s velikim brojem vjetrova, jer brže sečivo se kreće, više snage vjetra birat će.

Jedini plus da više noževi, bolji početni trenutak, a ako generator ima magnetsko lijepljenje, tada će multilavni vijak započeti ranije, ali moment i snaga bit će veći u vlaknastim vijcima.

Da, i obrtni moment, kako će se rotirati vijkom velike brzine, uglovi oštrice postat će optimalan za tok vjetra na sečivu, a znamo da se pravi ugao mijenja ovisno o brzini samog sečiva i same sečiva i Torque će biti veći, jer manje gubitak energije na otpornosti na vjetrobransko staklo na oštrice.

Isti multilavni vijci su teži, što znači da funkcionira zamašnjaka. Ako je točak dobio na momentu, a zatim je vijak pojedi energiju i teže se zaustaviti naglo, ali kada će vjetar upisati ovaj zamašnjak, potrebno je promovirati više, tako da su višeslojni vijci pogoršali na promjenu čvrstoće vjetra, i kratkoročni naleti vjetra možda čak ne mogu primijetiti. A lagani vijci mogu pružiti energiju čak i kratkim naletom vjetra. Ammeter je dobro uočljiv kada gledate trenutnu snagu. Šesterološka djeluje tiho, u struji nema velikih prenama. A trostruki se manifestuje i strelica tamo trče tamo i to je energija koja se na kraju nakuplja u bateriji, a razlika u povratku može biti vrlo značajna, posebno na udarcu i ako se jarbol spušta Protok vetra je burbulentan.

Drugi faktor je promet, multilavenski vijak nešto znači, to znači da je generator isti, što znači da su generator više, magneti su veće, veće žice su veće, kao rezultat je veći, kao rezultat glačala mnogo je veće. A generator je obično najskuplji dio generatora vjetra. I prirupe imaju najvažnija uloga, jer će viši vijčani promet na istoj vetru generator dat će više snage, a zatim ako revolucije nisu dovoljne, a onda je generator sve više i više moćniji ili je višečnije ili više izmišljen.

Ali svugdje je naša, naravno, naravno, najjeftiniji i efikasni vijci su jednostruki oštrica, ali treba ih raditi vrlo precizno i \u200b\u200buravnoteženo, sve brojanje, aerodinamika oštrice treba biti savršena, u protivnom vibracijama i zakletosti Vijak, a zatim zagarantovana je slomljena vjetrenjača. U principu, na ovome, čak nitko ne objavljuje vjetrenjače sa jednim nožama. Trostruki vijci bili su optimalniji, nisu tako velike brzine, stoga neki neravnoteža vijaka nije strašna, ali okretni su visoki, što znači da je generator jeftiniji.

Ali sve iste, oštrice velike brzine zahtijevaju pravi aerodinamiku, u protivnom sve efikasnosti mogu pasti ponekad. Stoga je kod kuće često lakše, iako je skuplje napraviti grub, velik, neefikasan, ali jednostavan u proizvodnji vjetrenjača, bez ikakvih proračuna i kampanje za poboljšanje, ponavljanja i ponoviti i konačno ili steći znanje i donose sve na umu ili bacati znanje i reći da je sve ovo smeće kupljeno od Kineza i ne trpe, još bolje od tvornice, samo novac je uzalud na vjetru Val.

Rast proizvodnje energije zbog korištenja nije obnovljiva prirodni resursi Je ograničen na prag, a slijedi puna proizvodnja sirovina. Alternativna energija, uključujući proizvodnju energije, osigurat će smanjenje tereta na staništu.

Kretanje bilo koje mase, uključujući zrak, stvara energiju. Vjetrenjačka turbina pretvara kinetičku energiju protoka zraka u mehaničku. Ovaj je uređaj osnova snage vjetra, alternativnog smjera u korištenju prirodnih resursa.

Efikasnost

Procijenite energetsku efikasnost jedinice određenog tipa i dizajna, uporedite je s pokazateljima takvih motora prilično jednostavne. Potrebno je odrediti koeficijent upotrebe energije vjetra (KEEV). Izračunava se kao omjer snage dobijene na osovini vjetroturbine, na snagu toka vjetra koji djeluje na površini vjetrovita.

Faktor iskorištavanja energije vjetra za različite postavke je od 5 do 40%. Procjena će biti nepotpuna bez uzimanja u obzir troškove dizajniranja i izgradnje objekta, broja i troškova ostvarene električne energije. U alternativnoj energiji, period otplate troškova vjetroelektrane važan je faktor, ali i obavezan računovodstvo zbog posljedica utjecaja na okoliš.

Klasifikacija

Trutnici vjetra na principima korištenja razvijene energije podijeljeni su u dvije klase:
linearno;
Ciklički.

Linearni tip

Linearna ili mobilna vjetroturbina pretvara energiju protoka zraka u mehaničku energiju energije. To može biti jedro, krilo. Sa inženjerskog stanovišta, ovo nije vjetroturbina, već pogon.

Ciklički tip

U cikličkim motorima, sama stanovanje je fiksirana. Protok zraka se okreće, izvodeći cikličke pokrete, njegove radne dijelove. Energija mehaničke rotacije najprikladnija je za proizvodnju električne energije, univerzalne energetske vrste. Cikličke vjetroturbine uključuju vjetrenjače. Vjetrovita iz drevnih vjetrenjača koji završava modernim vjetroelektranama, razlikuju se u građevinskim rješenjima, na cjelovitost upotrebe čvrstoće protoka zraka. Uređaji su podijeljeni u brzu i malu brzinu, kao i vodoravni ili vertikalni smjer osi rotiranja rotora.

Horizontalno

Vjetrenjače sa vodoravnom osi vrtnje nazivaju se impertom. Na osovini rotora, fiksirano je nekoliko noževa (krila) i zamašnjaka. Sama drvo nalazi se vodoravno. Glavni elementi uređaja: Vjetrenjačka vozila, glava, rep i kula. Vjetrovit je montiran u rotiranju glave oko okomite osi, u kojoj je montirano osovina motora, postavljaju se mehanizmi prijenosa. Rep izvodi ulogu alki, okrećući glavu pomoću vetrobrana u odnosu na smjer toka vjetra.

Prilikom velikih brzina kretanja zračnih tokova (15 m / s i više), upotreba brzih vodoravnih vjetroturbina je racionalna. Dvije, tri oštrirane jedinice vodećih proizvođača osiguravaju 30% keeve. Samostalna vjetroturbina ima koeficijent upotrebe protoka zraka na 20%. Učinkovitost uređaja ovisi o pažljivom izračunu i kvaliteti proizvodnje lopatica.

Wing Wind Turbine i vjetroelektrane pružaju veliku brzinu rotacije osovine, što omogućava snagu izravno na osovinu generatora. Značajan nedostatak je da sa slabom vjetrom, takve vjetroturbine neće raditi uopće. Postoje problemi u pokretanju prilikom prelaska iz upisa na jačanje vjetra.

Usporavanje horizontalnih motora imaju veći broj noževa. Značajno područje interakcije sa protokom zraka čini ih efikasnijim sa slabim vjetrovima. Ali instalacije imaju značajnu jedrilice, što zahtijeva usvajanje mjera za zaštitu od poprsja vjetra. Najbolji pokazatelj cigera 15%. Na industrijskoj skali se takve instalacije ne koriste.

Vertikalna vrsta karusela

Na takvim uređajima na vertikalnoj osi kotača (rotor), instaliraju se lopatice koji uzimaju protok zraka. Kućište i zaklopnik osiguravaju ulazak u tok vjetra na jednoj polovici vjetroelektrana, rezultirajući trenutak odgovora osigurava rotaciju rotora.

U usporedbi s krilnim agregatima, vjetroturbina karusela stvara veću točku rotacije. Uz povećanje brzine protoka zraka, brže je u režimu rada (prema čvrstoću potiska), stabilizira brzinu vrtnje. Ali takvi su agregati spori. Za transformaciju rotacije osovine u električnu energiju potreban je poseban generator (multipiol), koji može raditi na malim revolucijama. Generatori ove vrste nisu baš česti. Upotreba sistema mjenjača ograničena je na nisku efikasnost.

Vjetro turbina karusela lakše je iskoristiti. Sam dizajn pruža automatsku regulaciju broja revolucija rotora, omogućava vam da pratite smjer vjetra.

Vertikalna: ortogonalna

Za veliku energiju, najočitije su ortogonalne vjetroturbine i instalacije za vjetroelektrane. Raspon korištenja takvih agregata, brzinom vjetra, od 5 do 16 m / s. Snaga koju stvara im je prilagođena 50 hiljada kW. Profil ortogonalnih instalacijskih lopatica sličan je profilu krila aviona. Da bi krilo počelo raditi, protok zraka je na njemu, kao i tokom vožnje zrakoplova tokom polijetanja. Vjetroturbina također treba prethodno promovirati, potrošiti energiju. Nakon završetka ovog stanja, instalacija ide u režim generatora.

Zaključci

Energija vjetra jedan je od najperspektivnijih obnovljivih izvora energije. Iskustvo industrijskog korištenja vjetroturbina i namota pokazuje da efikasnost ovisi o plasmanu generatora vjetra na mjestima, s povoljnim protokom zraka. Upotreba modernih materijala u strukturama agregata, upotreba novih genera i akumulacijskih programa osigurat će daljnje povećanje pouzdanosti i energetske učinkovitosti vjetroelektrana.

Snaga protoka ili onako kako se naziva i druga energija, proporcionalna kocki za brzinu vjetra. Što znači - ako se brzina vjetra poveća, dopuštena, dva puta, tada će se energija protoka zraka povećati za 2 3 puta, naime 2 3 \u003d 2x2x2 \u003d 8 puta.

Snaga koju je razvila vjetroturbina će se razlikovati srazmjerno na kvadrat promjera vjetroelektrane. Što znači povećanje dva puta promjera vjetrovitog zida - dobivamo porast snage u istoj brzini vjetra četiri puta.

Međutim, ne može se sva energija koja teče kroz vjetrenjača može pretvoriti u koristan posao. Neke će se energije izgubiti prilikom prevladavanja otpora protoka vjetra protoka vjetra, kao i na ostalim gubicima. Takođe, sasvim većina energije zračne energije biće sadržana u potoku koji je već prošao kroz Windywell. U teoriji impletetovanih vjetroturbina dokazano je:

• Brzina toka vjetra iza kućišta vjetra nije nula;
• Najbolji način rada vjetroelektrane je onaj u kojem će protok iza Windleyja biti 2/3 iz početnog protoka, koji će biti blokiran na vjetru.

Faktor iskorištenja energije

Ovo je broj koji pokazuje koji će dio snage protoka zraka biti koristan za navijanje Winder-a. Ovaj koeficijent je obično grčki slovo χ (KSI). Njegova vrijednost ovisi o nizu faktora, poput vrste velotora, kvalitete proizvodnje i oblika njegovih lopatica i drugih faktora. Za vjetroturbine velike brzine koje imaju pojednostavljeni aerodinamički oblik krila, koeficijent χ je od oko 0,42 do 0,46. To znači da se mašine ove vrste mogu pretvoriti u koristan mehanički rad od oko 42% -46% protoka vjetra koji prolaze kroz instalaciju. Za najniže mašine ovaj koeficijent iznosi oko 0,27 - 0,33. Teorijska maksimalna vrijednost χ za idealne vjetroturbine za rotora iznosi oko 0,593. Strane instalacije bile su prilično rasprostranjene, a masovno su počele proizvoditi industrijom. Podijeljeni su u dvije grupe:

• Trčanje - broj noževa do 4;

Kiselo - od 4 do 24 lopatice;

Prave i niske vjetroturbine

Specifičnost je jedna od prednosti, jer čini jednostavniji prijenos energije vjetra sa tako velikim uređajima kao električni generator. Štaviše, oni su lakši i imaju viši omjer iskorištenja brzine vjetra od niske brzine, kao što je gore spomenuto.

Međutim, pored zasluga, imaju ozbiljan nedostatak, poput nekoliko puta manji od obrtnog momenta na fiksnom vitloru i s istim promjerom točkova i brzine vjetra od instalacija niske brzine. Ispod su dvije aerodinamičke karakteristike:

Tamo gdje se isprekidač prikazuje sa 18 nožnih vetra, i čvrsto - trosmjerna vesla. Prema horizontalnoj osi, broj modula brzine vjetra odgađa se ili njegova brzina. Ova vrijednost određuje se omjerom brzine kraja sečiva na brzinu vjetra V.

Od karakteristike vjetroelektrane može se zaključiti da svaka brzina vjetra može imati samo jedini broj revolucija na kojima je moguće dobiti maksimalnu χ. Pored toga, u prisustvu iste brzine vjetra, uređaj s malim brzinama imat će trenutak više od velike brzine i, u skladu s tim, počet će raditi na brzini vjetra manju od brzine. Ovo je prilično značajan faktor, jer povećava broj sati vjetroelektrane.

Strane vjetroturbine

Načelo njihovog rada zasnovan je na aerodinamičkim silama, koje će se pojaviti na voljivskim lopaticama kada se pokrene protok zraka. Da bi se povećala snaga krila, dajte pojednostavljene, aerodinamične profile, a uglovi pojašnjenja izrađuju se varijabli duž sečiva (bliže osovini - većim uglovima i na kraju manje). Shema je prikazana u nastavku:

Postoje tri glavna dijela ovog mehanizma - oštrica, max, s kojima je točak pričvršćen na čvorište. Kut pojašnjenja φ je ugao između ravnine rotacije kotača s oštricom. Kut napada α je ugao vjetra natpisan na elemente oštrice.

Sa obrnutim vjetrovima, smjer fluksa po nozi i smjeru vjetra poklopili su se (arrow V). Ali pošto točak ima neku brzinu rotacije, a zatim, u skladu s tim, svaki od elemenata sečiva imat će određenu brzinu ωxr-a, koji će se povećati sa udaljenosti od osi kotača. Stoga će protok koji puše oštricu na neku brzinu sastojat će se od brzine ωxr i V. Ova brzina ima naziv relativnog protoka i ima oznaku W.

Od samo u određenim uglovima napada postoji najbolji način rada imperativnog rotora, zatim uglovi pojašnjenja φ moraju napraviti varijable duž cijele dužine sečiva. Snaga vjetroturbine, kao i bilo koja druga, određena je proizvodom kutne brzine ω u trenutku M: P \u003d MXω. Može se zaključiti da će se s smanjenjem broja noževa trenutak m također smanjiti, ali broj revolucija ω će se povećati. Zato će, snaga p \u003d mxω ostati gotovo stalna i bit će slabo ovisna o broju vjetrenjača.

Ostale vrste vjetroagregata

Kao što znate, osim neispunjenog, tu su i bubanj, vrtiljaste i rotacijske vjetroturbine. Vrtića i rotacijske vrste rotacijske osi vertikalne, a u bubnju - horizontalno. Možda će glavna razlika između nepromiriranih vjetroturbina iz bubnja i vrtiljasti da će im neparnici raditi sve oštrice u isto vrijeme, dok bubanj i karuznici rade samo dio lopatica, čiji će se kretanje poklapati sa smjer kretanja vjetra.

Da biste smanjili otpor lopaticama koji idu na vjetar prema vjetru, oni su ili zakrivljeni ili pokrije ekran. Obrtni moment prilikom korištenja ove vrste motora događa se zbog različitog pritiska u noževima.

Budući da se rotacijske, vrtiće i bubnjeve vjetroturbine imaju prilično nisku efikasnost (χ za ove vrste ne prelaze 0,18), kao i prilično glomazno i \u200b\u200bnisko-duhovito u praksi nisu primili masovnu primjenu.

Vjetroturbina
Uređaj transformira energiju vjetra u energiju rotacijski kretanje. Glavno radno tijelo vjetroelektrane je rotirajuća jedinica - kotač vođen vjetrom i čvrsto povezanim s osovinom, rotacija koja pokreće opremu koja vrši koristan rad. Osovina je postavljena vodoravno ili okomito. Trutnici za vjetroelektrane se obično koriste za generiranje potrošene energije: Prilikom crpljenja vode u posudu, brusno zrno, u privremenim, hitnim i lokalnim mrežama.
Istorijska referenca. Iako površinski vjetrovi ne pušu uvijek, mijenjaju svoj smjer i snaga ih je nestala, vjetroturbina je jedna od najstava strojeva za proizvodnju energije iz prirodnih izvora. Zbog sumnjive pouzdanosti drevnih pisanih poruka o vjetroturbinama, nije baš jasno kada se i gdje se takve mašine pojavili prvi put. Ali, sudeći po nekim zapisima, već su postojali u 7 vijeka. Oglas Poznato je da su u Persiji korišteni u 10. stoljeću, a u zapadna evropa Prvi uređaji ove vrste pojavili su se na kraju 12. vijeka. Tokom 16. veka Napokon je formirao vrstu šatora holandske vjetrenjače. Posebne promjene u njihovom dizajnu nisu primijećene do početka 20. stoljeća, kada su oblici i premaz krila mlinova značajno poboljšani kao rezultat studija. Budući da se matične skupne mašine, u drugoj polovini 20. veka. Vjetromske turbine velike brzine počele su graditi, tj. Takav, koji može izvesti veliki broj obrtaja u minuti sa visokim koeficijentom korištenja energije vjetra.
Moderne vrste vjetroagregata. Trenutno se nanose tri glavne vrste vjetroturbina - bubanj, krilo (vrp za vijak) i okretni (s profilom repelera u obliku slova S).
Bubanj i krov. Iako je vitnjak tipa bubnja ima najmanju brzinu iskorištavanja energije vjetra u odnosu na druge moderne repalere, najčešće se primjenjuje. Na mnogim farmama s njim voda je ljuljačka, ako iz bilo kojeg razloga nema mrežnih elektriciteta. Tipičan oblik takvog kotača s limanim metalnim noževima prikazan je na slici. 1. Bubanj i imperted tipa brzine vjetra zakretaju se na vodoravnom vratilu, tako da se moraju okrenuti na vjetar kako bi dobili najbolje operativne karakteristike. Za to su im date volan smjera - sečivo smješteno u vertikalnom ravninu nego i osigurava preokret vjetra na vjetar. Promjer točka u svijetu u svijetu vjetroelektrane tipa krila je 53 m, maksimalna širina oštrice jednaka je 4,9 m. Windwall je izravno povezan sa električnim generatorom kapaciteta 1000 kW, koji Razvija se pri brzini vjetra najmanje 48 km / h. Njegove oštrice su regulirane na takav način da brzina rotacije vjetra i dalje ostaje konstantna i jednaka 30 o / min u rasponu brzina vjetra od 24 do 112 km / h. Zbog činjenice da se na tom području nalaze takve vjetroturbine, vjetrovi prilično često pušu, jedinica vjetroelektrane obično proizvodi vjetroturbinu 50% maksimalne snage i njeguju javni krug. Strane vjetroturbine široko se koriste u udaljenim ruralnim područjima za pružanje poljoprivrednih gospodarstava, uključujući punjenje radio komunikacijskih baterija. Koriste se i u ugrađenim energetskim instalacijama zrakoplova i upravljanih projektila.

Rotor u obliku slova S. Rotor u obliku slova S montiran na vertikalnoj osovini (Sl. 2) je dobar jer vjetroturbina sa takvim repelerom ne mora se povući na vjetar. Iako se okretni moment na njegovoj osovini mijenja od najmanje trećine maksimalne vrijednosti za pola okreta, ne ovisi o smjeru vjetra. Kad se uglađeni kružni cilindar rotira, kao pod utjecajem vjetra, snaga djeluje na tijelu cilindra, okomito u smjer vjetra. Ovaj fenomen se naziva učinak Magnusa, u čast njemačke fizike, koji je studirao (1852). Godine 1920-1930, A.Flettner se nanosio rotirajuće cilindre (FLETNER ROTORS) i rotore u obliku slova umjesto lopatica, kao i brodskih vozača, koji su prelaznici iz Evrope u Ameriku i nazad učinili.

Koeficijent upotrebe energije vjetra. Snaga dobivena od vjetra obično je mala - manja od 4 kW razvija agregat zastarjelog tipa holandske vjetrenjače u brzini vjetra od 32 km / h. Snaga toka vjetra, koja se može koristiti, formirana je iz kinetičke energije mase zraka, žuri okomito na područje određene veličine okomito. U vjetroturbini se ovo područje određuje površinom punjenja. Prilikom uzimanja visine nadmorske visine, pritisak zraka na njemu i njenu temperaturu, jednokratnu snagu n (u kW) po površini jedinice određuje jednadžbu n \u003d 0,0000446 V3 (m / s). Faktor iskorištavanja energije vjetra obično se određuje kao omjer snage razvijen na osovini vjetroturbine, na jednokratnu snagu protoka vjetra, koja djeluje na implantiranoj površini vjetroelektrane. Maksimalno, ovaj koeficijent postaje s određenim odnosom brzine vanjske ivice vjetrovske vjetroelektrane w i vjetroelektrane u; Vrijednost ovog omjera w / u ovisi o vrsti vjetrenjača. Koeficijent upotrebe energije vjetra ovisi o vrsti vjetroelektrana i kreće se od 5-10% (holandski mlin s ravnim krilima, w / u \u003d 2,5) do 35-40% (profilirani impeler, 5 l / u j 10 ).
Literatura
Vjetroelektrana. M., 1982 Yaras L. i dr. Energija vjetra. M., 1982.

Enciklopedija Colleyja. - otvoreno društvo. 2000 .

Sinonimi:

Gledajte šta je "vjetrenjača" u drugim rječnicima:

Vjetroturbina ... Orphografski rječnik

Motor, pneumotor motor, vjetrenjača, vindrotorski rječnik ruskih sinonima. Nadležnik je udio u sinonimima: 4 vjetrenjače (8) ... Sinonim rječnik

Koristi energiju vjetra za generiranje mehaničke energije. Pretežno krilni motori za vjetroelektrane su uobičajeni, u kojima se osovina vrtnje vjetra poklapa sa smjerom protoka zraka ... Veliki enciklopedski rječnik

vjetroturbina - VD uređaj za pretvaranje energije vjetra u mehaničku energiju rotacije vjetrovitih. [Gost R 51237 98] Teme energije vjetra sinonimi za VD EN motor vetra ... Katalog tehničkih prevoditelja

vjetroturbina - Vjetreni motor ... Rječnik kontrakcija i skraćenice

Vjetroturbina - (motor motora) motor pomoću kinetičke energije vjetra za generiranje mehaničke energije. Primitivni pogled V. vjetrenjača. Uključeno: Uticaj, vrtiljač ili rotacijski rotacijski i bubanj ... Velika politehnička enciklopedija

Motor pomoću kinetičke energije vjetra za generiranje mehaničke energije. Kao radno tijelo, V., percepcija energije (pritisak) protoka vjetra i osovina koja se pretvara u mehaničku energiju rotacije, koristi se ... ... Sjajna sovjetska enciklopedija

Mašina je transformirala kinetičku energiju vjetra u mehaničku energiju. Radno tijelo vjetroelektrane je vjetar, perceuziraju glavu protoka zraka i pretvara ga u mehaničku energiju rotacije osovine. Razlikovati ... ... Encyclopedia tehnika

I; m. motor, vođen snagom vetra. * * * Vjetrenjačka turbina koristi energiju vjetra za generiranje mehaničke energije. Pretežno krilni motigatori vjetra su česte, čija se osovina vrtnje vjetroelektrane podudaraju sa ... ... Enciklopedski rječnik

Kinetič motor. Energija vjetra za generiranje mehaničkih. Energija. V. Wing (vidi Sl.) U pravilu, sa vodoravnom osi rotacije, sa Coefef. upotreba energije vjetra na 0,48 (najčešće); Karusel, ... ... Veliki enciklopedijski politehnički rječnik

Krila vjetrovita su najvažniji dio vjetrenjače. Od oblika njihovih noževa ovise o moći i revolucija vetra generatora.

Nećemo se zadržati u ovoj brošuri o izračunavanju novih krila zbog složenosti ovog problema, a koristimo gotove krila koja imaju određeni oblik i različite brzine vjetroelektrane i velike brzine. Moramo samo riješiti pitanje kako odrediti veličinu novih krila na željenoj moći, na osnovu veličine poznatih krila uz održavanje njihovih početnih karakteristika.

Vengeneck ćemo uzeti brzinu za vjetrenjače sa malim snagama sa sljedećom karakterističnom karakteristikom:

Koeficijent upotrebe energije vjetra .................................... 0,35

Pod brzinom brzine vjetra, potrebno je razumjeti odnos brzine okruga kraj oštrice na brzinu vjetra

Uzimanjem jedne i iste velike brzine, jednako 7, za vjetrovito od različitih promjera, dobit ćemo različite revolucije vjetrova na istoj brzini vjetra. Najveći zaokreti će razviti vjetrobran sa najmanjim promjerom. Općenito, revolucije vjetra i jednake brzine odnose se jedna prema drugoj obrnuto proporcionalno njihovim promjerima, tj.

To znači da će brzina vjetra promjera D 1 biti revolucija u minuti u toliko puta više, što je koliko promjera ovog monder d 1 manje od D 2 drugog vjetra. Na primjer, ako vjetar s promjerom 1,5 m čini 714 o / min, a zatim vjetar promjera 3 m učinit će 357 o / min, tj. Dva puta manje, iako su njihove brzine iste.

Za pogodnost brojanja veličine lopatica vjetrovitog različitih promjera, ali s iste brzine u tablici. 4 su date dimenzije vjetra s dva oštrica promjera 1 m. TOP tablica Dan crtač s simboli za pismo Njegove veličine i pod tabelom nalaze se digitalne vrijednosti tih veličina.

S lijeve strane u 4 stupca su dimenzije sečiva na lijevom crtežu; Desno u 10 stupaca daje se veličina pet profila ove sečive. Kako podići veličinu profila, prikazana je u tablici s desne strane.

Da bi se pridržavao prihvaćene karakteristike wirnkadrcassa s promjenom u svom promjeru, sve dimenzije ovih lopatica potrebne su za promjenu u istom poštovanju, u kojem mijenjamo promjer vjetroelektrana. Istovremeno ćemo imati geometrijsku sličnost, bez kojeg je bilo nemoguće iskoristiti ovu metodu ponovnog preračunavanja.

Pošto je brzina vjetra s veličinom prikazanom u tablici. 4, ima promjer 1 m, omjer promjera drugog poticanja vjetra na jedan bit će jednak D, I.E.

Slijedom toga, da biste dobili veličinu lopatica vjetrenjača s drugim promjerom, svaka je veličina potrebna u tablici. 4, pomnožite veličinu ovog promjera. Alternativno treba ostati samo uglovi pojašnjenja svakog presjeka oštrice i broj njih. Na primjer, za navijanje, promjer od 1,2 m, potrebna je svaka veličina tablice. 4 Pomnožite 1.2, dok dobijamo:

Da biste povećali tablicu, kliknite na to mišem

Da biste dobili gotov oblik oštrice, potrebno je u veličini,

isprekidana u tabeli. 5, konstruirajte na listu papirnog lima za pet noževa i kruga i krug kroz tačku kontura pomoću uzoraka, kao što je prikazano na Sl. 13. Profili Svaki odjeljak izrađuje se do prirodne vrijednosti kako bi se moguće smanjiti uzorke u proizvodnji sečiva.

Za generator sa kapacitetom od 1 kW, potreban je venereso s promjerom od 3,5 m. Da biste dobili veličine oštrice ovog vjetroelektrana, potrebni su u tablici. 4 Dimenzije dimenzije autopola 1 m Pomnožite se sa 3.5 i izvucite tablicu, a zatim nacrtajte profile lopatica koji će biti potrebni u proizvodnji.

Snaga i promet od dvokrakih vetrogalnih vetroza sa gore navedenim karakteristikama date su u tablici. 6.

Ova tablica treba koristiti prilikom odabira promjera brzine vjetra ove snage i određivanje omjera brzine mjenjača, ako je promet generatora više revolucija veličine vjetra, razvijenih u brzini vjetra od 8 m / s.

Na primjer, kada se koristi za vetroturbinsku jedinicu automobilskog tipa GBF kapaciteta 60 W na 900 o / min, pogodan je venereso, ima d \u003d\u003d 1,2 m, kapaciteta 0,169 litara. od. na 895 o / min (pogledajte prve dvije linije Tablice 6).

ovaj slučaj, brzina vjetra može se fiksirati na osovini generatora. Električna jedinica vjetra je najlakša i najpovoljnija u istraživanju.

Da smo zamislili za konstrukciju vjetroelektrane, kapaciteta 400 W, bilo bi potrebno uzimati promjer vjetrovitog trogaka, što u brzini vjetra 8 m / s razvija 1.060 litara. od. ili 1.060 x 0.736 \u003d 0,78 kW. Do. P. D. Generator jednak 0,5, dobivamo:

Brzina vjetra u brzini vjetra 8 m / s razvija 357 o / min, a generator na kapacitetu 390 W zahtijeva 1.000 o / min. Slijedom toga, u ovom slučaju potreban je mjenjač, \u200b\u200bpovećavajući se u prijenosu iz vjetra - čini generator. Menjač bi trebao povećati revolucije.

Vrijednost 2,8 naziva se prijenosnikom. Uz ovaj odnos određuje broj zupčanika zupčanika. Na primjer, ako preuzmemo opremu na bazi generatora osovine, 16 ze.byev, tada je olovna zupčanica na drvetu vjetroelektrana

Visoki vjetrovi trpe vrlo značajan nedostatak u činjenici da se slabo utapaju sa lica, dakle, mogu početi raditi samo pri visokim brzinama vjetra.

Čini se da mnoge novak vjetroelektrane, što je veći broj noževa iz vjetra, veća snaga će se razviti. Ova zastupanje je pogrešno. Dvije vjetroelektrane su montažne i množe se s jednako dobro izgrađenim lopaticama i s istim promjerom vjetrovitne površine razvit će istu snagu. To se objašnjava činjenicom da će podjednako dobro izvršiti, tada će koeficijenti upotrebe energije vjetra biti jednaki, odnosno oni će prenijeti istu količinu energije u radnoj mašini. Broj dolazne energije vjetra jednak je drugoj namotanoj energiji, jer su jednake predimenzioniziranim površinama. Što se tiče revolucija, oni će biti veći, a manje noževa, ako imaju istu širinu istih vokala; Drugim riječima, broj revolucija je veći, što je manja ukupna površina lopatica koja tvore crva površinu.

Kako odrediti veličine krila domaće vjetrenjače (generator vjetra) do navedene snage

Krila vjetrovita su najvažniji dio vjetrenjače. Od oblika njihovih noževa ovise o moći i revolucija vetra generatora. Nećemo se zaustaviti u ovoj brošuri o izračunu novih krila zbog složenosti ovog zadatka, a koristimo gotove krila koja imaju određeni oblik i karakteriziraju visoki

Proračun lopatica generatora vjetra

Na optimalnom uglju napada na vjetrenjača propelera

U tehnikama za izračun vjetrenjača, preporuka se daje ugao napada u kojem se postiže maksimalni aerodinamički kvalitet sečiva. Oni. Predlaže se da izgradi tangenta polarnom od početka koordinata, a koordinate točke točke su za početnu za izračun vjetrenjača. Najvjerovatnije se odnosi na analogiju sa zrakoplovstvom, gdje je s porastom odnosa sile za podizanje na vjetrobransko staklo, trajanje planiranja zrakoplova raste. Ili se predlaže da koristi sečivo sa maksimalnom silom podizanja. Rad vjetrenjača javlja se u skladu s drugim zakonima.

Sl. 1 aerodinamičke snage u vjetrenjaču

Slika 1 prikazuje dijagram efekata aerodinamičkih sila na oštricu. Brzina vjetra Kada se približava vjetrenjaču usporava na određenoj vrijednosti A, što je 2/3 na teoriji Zhukovskog (Betz), te prema teoriji Sabinin 0.586. Obimno kretanje noževa daje dodatnu komponentu brzine, koja se može pronaći ako razmotrite stacionarni lopatica, a zrak se kreće u suprotnom smjeru. Ove dvije komponente se sakupljaju prema pravilu trokuta i daju ukupni protok protoka potoka do ravnine vjetroelektrane. Ugao brzine ψ određuje se omjerom A / Z i ne ovisi o brzini vjetra:

Ovdje se svi proračuni provode za vrh sečiva. Za ostale odjeljke potrebno je zamijeniti svugdje u formulama Z na izrazu ZR / R, gdje z je definiran brzina definiran kao omjer brzine vjetra do brzine sečiva; R - radijus vjetrenjača; R je polumjer odabranog odjeljka.

Ugao brzine od ψ je iz ugla napada α i ugao instalacije noževa β. Kut napada nalazi se prema karakteristikama oštrica, stoga postavljanjem brzine vjetrenjača, zadatak izračunavanja lopatica je nedvosmislen.

Tok tekući protok uzrokuje dvije snage: dužina otpornosti na vjetrobransko staklo x da bi se zadovoljio potok i sila za podizanje Y, okomito na njega.

C X, C Y - koeficijenti vjetrobranskog stakla i sila za podizanje;

ρ - gustoća vazduha;

S - područje elementa sečiva;

V. - Veličina vektora učestalosti, koji je zauzvrat jednak:

Posljednji izraz u zagradama je vrlo mali, a u vjetrenjače velike brzine, stopa trzaja je gotovo jednaka obodnoj brzini sečiva.

Okružna sila dobiva se kao razlika u projekciji lifta i projekcije vjetrobranskog stakla na rotacijskoj ravnini.

Izraz u nedavnim zagradama može se nazvati aerodinamički koeficijent okružne sile ili kratko kružni koeficijent

Kapacitet vjetrenjača je obodna sila za kružnu brzinu

Ova formula ne daje moć vjetrenjača, već snagu elementa sečiva na vrhu. Snaga vjetra izračunava se integrirajućim radijusom, ali svrha članka u drugom.)

Razmotrite polarno sečivo na slici.2.

Sl. 2 Pronalaženje koeficijenta okružne sile.

Polar ćemo potrošiti u polarni. I izgrađujemo brzi direktni Oz, koji daje jednadžba

Oni. Brzi izravni oblici sa osi cy ugao brzine ψ, razgovarali su ranije.

OB je jednak vrednosti lifta u točki A. Slijedom toga:

ABD ugao je jednak uglu ψ, a AB hipotenuse je koeficijent vjetrobranskog stakla u točki a. Stoga je BD Catat jednak:

CUT DE je razlika dva segmenta

Pokazalo se istim izrazom kao i u formuli vjetroelektrane. Sve ostale komponente u struji napajanja su postavljene, tako da se snaga određuje ovim segmentom ili, drugim riječima, udaljenost od brzine OZ linije do radne točke. Od grafova se može vidjeti da je koeficijent maksimiziran na mjestu dodirivanja brzine linije z 'na polarni, a ne na mjestu maksimalnog aerodinamičkog kvaliteta. Stoga postavljanjem brzine i izgradnje linije velike brzine možete vizualno analizirati rad vjetrenjača.

Profil Tsaga R -LL-12

Na slici. 3 prikazuje profil QAG R-LL -12, koji je naređen za usporedbu s popularnim Clarkom profilom u vjetrenjače. Polar Poljska Profil P-LL -12 Profil za izduživanje 5 prikazan je na Sl. četvoro

Sl. 3 TSAGI profili r- ll -12 i clark - y

Stubovi s lijeve strane daju se u normalnom obliku s različitim razmjerima preko osi koordinata. Na desnom polarnom, sastavljen u istoj mjeri, izvedena je ista konstrukcija. Ravna linija velike brzine na Z \u003d 2 daje maksimum obodne koeficijenta pod uglom napada u 16. mjestu. Točka maksimalnog aerodinamičkog kvaliteta postiže se pod uglom napada u 2 stepena. U ovom trenutku, obodni koeficijent iznosi oko tri puta manje nego u optimalnom trenutku. Naravno, u vjetrenjaču možete odabrati za radni ugao napada 2 stepena. Vjetrenjača ovisi o energiji vjetra. Stoga će obodno koeficijent smanjiti tri puta morat će se nadoknaditi povećanjem tri puta akordom oštrica. (U idealizovanom slučaju se smatra) na kvadratu, 9 puta će se povećati jačinu oštrice. Sa povećanjem područja gubitak trenja povećava se. Kapi za pećine. Izduživanje sečiva smanjuje se, njegova induktivna otpornost povećava se. Na točki maksimalnog aerodinamičkog kvaliteta vjetrenjača je bolja u skladu sa stupnjem inhibicije zraka u vjetrourbinskom ravninu i vrijednosti okružne sile. Koordinacija povećava CERSER. Stoga se izračun treba izvesti s obzirom na sve faktore. Bavi se samo vrijednosti obodnog koeficijenta i njegove ovisne širine sečiva.

Sl.4 Poljak profila TSAGA R- LL -12

S povećanjem brzine, točka optimalnog (minimiziranje širine sečiva) približava se točki maksimalnog aerodinamičkog kvaliteta. Pri brzini 6 i ugao napada 8o dobitak u obodnoj koeficijentu, te stoga u širini lopatica u odnosu na 2 o, iznosi 1,5 puta. Ali iz analize polarne, slijedi da s velikim vrijednostima brzine ima smisla odabrati radno mjesto ispod polarne. Uz nedovoljno opterećenje ili odsustvo opterećenja u režimu nužde, vjetrenjača dobija brzinu, ide u širenje. Ugao brzine je smanjen, a jer je ugao ugradnje u neregulirane vjetrenjače ostaje konstantan, ugao napada se smanjuje. Radna tačka se pomiče dolje, a brzina se približava polarnoj. Po neku brzinu, obodni koeficijent postat će nula. Nastavak ovog trenutka (granična vrijednost z) tijekom odvajanja ovisi o početnom položaju radne točke. Polazište se bira u nastavku, manja brzina brzine će pokupiti vjetrenjača. Ali ta se izjava mora provjeriti u praksi.

Pri izgradnji ravne linije Z \u003d 6, jasno se vidi da je polarni u rasponu uglova napada od 3 do 12 stepeni gotovo paralelno s brzinom. To daje objašnjenje za primjenu različitih teorija i koncepata za izračunavanje vjetrenjača, praktično ne utječe na rad dizajnirane vjetrenjače velike brzine.

Presjeci lopatica smješteni su bliže osovini pokretniju sporije od vanjskih dijelova, tako da njihova velika ravna leži u nastavku. U unutrašnjim dijelovima, točka optimalnog, I.E. Maksimalna vrijednost obodne koeficijenta leži u velikim uglovima napada, stoga ugao instalacije i uvrtanje sečiva, komplicirani, smanjuje se.

Kao rezultat izgradnje velike brzine, dobiva se obitelj optimalnih točaka za različite brzine. Koja je od ovih bodova najoptimalnija? Koje akumulacije treba preferirati? U formuli vjetroelektrane, oznaka ZV-a uključena je u treći stepen, a obodno koeficijent u prvom. Stoga, pomicanje oboljelih koeficijenata do odgovarajućih kockica koje odgovaraju njima, dobivamo brojne maksima iz kojeg možete odabrati maksimum. Maksimalni maksimurum leži na području poludiznog kvaliteta, prilikom ubrzavanja

Ovdje je k maksimalni omjer CY / CX. Za profil koji se razmatra, maksimum se javlja pod uglom napada 2 stepena i jednak je 24.

Ova oštrica ima aerodinamični kvalitet jednak 24, pa, dakle, maksimalni maksimur bit će na području Z \u003d 10. Ova procjena je približna, kako bi se shvatila reda veličine.

Na lijevom grafu na slici 4, nemoguće je izvršiti konstrukcije koeficijenta okruga. Na osi se nalazi različita ljestvica, ravni uglovi su izobličeni i duljine su iskrivljene. Prema pravom grafikonu, to možete odrediti

sa Z \u003d 2, proizvod Z3coko je jednak:

Oni. Pri brzini Z \u003d 10, širina lopatica na vrhom smanjuje se u odnosu na prilično brzi propeler Z \u003d 6 2,3 puta.

Još jednom ću obratiti pažnju na to da maksimalna maksimalna tačka daje militantnu širinu lopatica, a ne maksimalne snage. Snaga se određuje vjetrom. A moć se određuje gubicima, I.E. Windmill Kijev, koji se ovdje ne smatra.

PROGRAM - Dizajn i kalibraciona aerodinamička proračuna generatora vjetra - File Technical Report.doc

Tehnički izvještaj.doc.

Izračun aerodinamičkih karakteristika oštrice vjetroturbine i određivanje njegovih geometrijskih parametara.

B - broj noževa

Izvještaj prikazuje rezultate izračuna aerodinamičkih karakteristika vokabulara i vjetrenjača uopšte. Predstavljene su geometrijske karakteristike oštrice.

^ 1. Izvorni podaci za izračun.

Procijenjena brzina vjetra v \u003d 12 m / s.

Iz iskustva stvaranja generatora vjetra ove klase vrijednost relativne brzine je unutar 6 ... 8. Koeficijent upotrebe energije vjetra (ili CP koeficijenta struje), u postojećim generatorima vjetra, nalazi se u rasponu od 0,43 ... 0,47. Brzina kraja sečiva je unutar 80 ... 100 m / s. Ovo ograničenje povezano je sa aerodinamičnim bukom i erozijom habanjem sečiva. Kao aerodinamički profil dijelova vjetroturbine, profil NACA 44100 serije, koji se trenutno široko koristi. Upotreba laminalnih profila omogućava vam da dobijete višu karakteristike, ali pod uvjetom proizvodnje visoko preciznosti, nedostatak sečiva za onečišćenje površine, odsustvo vibracija strukture i turbulencije toka vjetra. Ne pridržavanje gore navedenih uloga smanjuje karakteristike generatora vjetra sa laminarskim profilima lopatica za 25 ... 30%.

Relativna brzina \u003d 7.

^ Tabela 1. Koordinate profila NACA 44100.

Gdje: - nova relativna debljina profila.

Relativna brzina (brzina) \u003d 7.

Slika 2. Moć vjetroelektrana i promet iz brzine vjetra (\u003d 7).

Kao što se može vidjeti iz rezultata proračuna, uberčeni Windywell zadovoljava zahtjeve izvornih podataka i praksu stvaranja vjetroagregata ove klase.

Izgradnja geometrije sečiva vrši se na sljedeći način. Smjer vrtnje rotora je u smjeru suprotnom od kazaljke na satu, ako pogledate smjer vjetra. Kutoni dijelova navedeni su iz rotacijske ravnine. Pozitivna vrijednost - protiv smjera vjetra (slika 3).

Rezultirajuće geometrijske noževe podataka predstavljene su u tablici 2

U elektroničkom obliku, podaci za izgradnju geometrije lopatica predstavljeni su u datotekama:

VG100.SCR - Skripta datoteka (ili datoteka skripte) za program

Vg100.dwg - ugrađen u AutoCAD model oštrice (slika 4) prema podacima iz datoteke VG100.SCR.

Vg100.Catpart - ugrađen u mačevske oštrice modela (slika 5)

Slika 4. Oštrica modela okvira.

1. Patrick J. Moriarty, Aerodyn teoriji priručnik , Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju, decembar 2005. NREL / EL-500-36881.

2. John Wiley & Sons, Energija vjetra objasnjena - teorija, dizajn i primjena,

3. E. M. Fateev, vjetroturbine i instalacije za vjetroelektrane, Oziz-poljoprivreda, m., 1948

4. H. PIGOT, Izračun oštrica vjetrenjača, 2000

5. G. Glauert, osnove teorije krila i vijka, odlična, 1931

6. E. Makarov, inženjerska naselja u Mathcad 14, Peter, 2007

Tehnički izveštaj - Program - Dizajn i pripitovanje aerodinamičkih proračuna vetroelektrane - tehnički

Naslov: Program - dizajn i kalibraciona aerodinamička proračuna generatora vjetra; Datoteka: Tehnički izvještaj.doc; Datum: 16.03.2010 15:48; Veličina: 467kb.