Designs de turbine. Quelles sont les différences entre les vis multizoïdes et les habitudes fibreuses la vitesse de rotation des lames de gazon de vent

Très souvent, les gens se trompent dans le fait que la multilavère vis pour le vent faible, et les trois à deux à lalies pour une forte. Et beaucoup pensent qu'il est plus efficace des vents faibles qui sont plus efficaces avec précision la vis de multidiffusion, car de nombreuses lames, de cette traction ci-dessus, plus de vents couvrent les lames, le couple ci-dessus et donc le pouvoir, mais ce n'est pas le cas. Du plus grand nombre de lames au-dessus du point de départ, donc si le générateur a un solide collant magnétique, vous devez faire quelque chose pour augmenter le point de départ et ajouter généralement des lames.

Imaginons d'abord une lame et des facteurs physiques agissant sur elle. La lame a une torsion, des angles par rapport au courant de vent et le vent laissant dessus, provoque la pression de la lame sous pression (pressé le long de l'axe de rotation). Mais la lame se déplaçant dans son plan surmonte la résistance du pare-brise (frontal) d'un flux d'air dense. Ce débit et ralentit la lame sans le donner pour gagner plus de révolutions et plus le chiffre d'affaires est élevé, plus la résistance aérodynamique est élevée.

Si les lames sont supérieures à une, deux ou trois ou 12 pièces, la résistance aérodynamique de toutes les pales ne reste pas égale à une, elle consiste, les pertes sont pliées dans le général et le rotation de la vis. Beaucoup d'énergie sont dépensées simplement en rotation. De plus, les lames qui passent sont très indignées au cours de la filature, de cela derrière les lames courantes, obtenez encore plus de résistance au pare-brise et à nouveau passé le pouvoir est passé au vent et se retourne. Il est à tour de rôle qui dépense beaucoup d'énergie choisis dans le vent.

Juste lorsque toute la forêt des lames dans un cercle, le vent devient plus dur de tomber à travers la vis. Le franc-windwood retarde le courant de vent, l'avant de la vis est formé par le chapeau à air, et de nouvelles portions du roulé du vent dans ce "capuchon" sont dissipées sur les parties. Vous savez comment le vent enveloppe les obstacles, comme celui-ci et la vis de vent comme un bouclier solide.

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Mais beaucoup vont penser que plus les pales sont grandes, plus l'énergie peut être retirée du vent par unité de temps, mais ce n'est pas non plus, ce n'est pas le nombre de lames, mais le chiffre d'affaires et la vitesse de la vis. Par exemple, 6 lames disent à 60 bub / m pour faire un tour en faisant passer le vent et en prenant une certaine partie d'énergie, et 3 lames feront deux tours sur le même temps et emporteront la même énergie. Si vous soulevez même la vitesse, plus d'énergie est déchirée. Peu importe la quantité de lames, une ou dix, comme une lame tournante dix fois plus rapide prend la même énergie que dix lames tournantes lentement.

La vitesse de vidange de la Windowall.

La vitesse de la vis est le rapport de la vitesse de la pointe de la lame à la vitesse du vent en mètres par seconde. Donc, avec les mêmes tours, la vitesse de la lame est différente, puis les coins de l'installation de la lame le long de sa longueur sont différents. La pointe de la lame se déplace toujours deux fois plus vite que le milieu de la lame, de sorte que l'angle est égal à presque zéro pour réduire le pare-brise, de sorte que la lame coupe l'air ayant une résistance minimale.

Juste plus vite, la lame déplace plus fort l'angle de l'attaque du vent sur la lame change. Imaginons que vous soyez assis dans la voiture et que vous êtes dans le verre latéral bat la neige, mais lorsque vous commencez à y aller, la neige battra déjà dans le pare-brise et lorsque vous obtenez la vitesse, la neige sera déjà battue directement. Dans le pare-brise, bien que lorsque vous arrêtez la neige battra à nouveau le côté. Ainsi et la lame quand il ramasse la vitesse, le vent se penchera sur elle à un angle différent. Par conséquent, la pointe de la lame ne fait que 2 à 5 degrés, car elle s'impliquera dans l'angle optimal de l'attaque du vent et prendra un maximum d'énergie possible. Au milieu de la lame, la vitesse est deux fois moins, par conséquent, l'angle est deux fois plus, 8-12Gradusov et la racine est encore plus, car il y a moins de vitesses là-bas.

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Pour les vis à double dynamitage, les coins sont de moins en moins. Par exemple, pour les vis à trois lames, la surbrillance habituelle est d'environ Z5, puis la vis a la puissance maximale rotative à une vitesse cinq fois supérieure à la vitesse du vent. Dans ce cas, la pointe de la lame a environ 4 degrés, au milieu de 12 degrés et la racine a environ 24 degrés. Si les pales sont six, la vitesse est deux fois plus basse, cela signifie que les angles sont deux fois plus bas beaucoup. Eh bien, même le plus mince de la lame et moins de sa zone, il est à grande vitesse et moins sa résistance aérodynamique, donc trois pales si elles auront une faible vitesse à grande vitesse, et six ou douze pales minces et minces auront plus de haut. la vitesse.

En conséquence, une telle vis à trois lames et à six impairs aura une puissance égale dans un petit vent, car les trois pales de la vitesse Z5 seront deux fois plus que six pales atteintes de la vitesse de Z2.5 dans le même temps , ce qui signifie que la quantité d'énergie est enlevée. Mais sur un vent plus fort, une vis à six impaires perdra et fortement trois sableux, car trois lames ont moins de résistance aérodynamique et seront capables de marquer de grandes vitesses, et il aura donc lieu pendant une heure de temps avec un grand nombre. des vents, parce que la lame se déplace plus vite, plus elle choisira la puissance du vent.

Le seul plus que plus les pales, mieux le moment de départ, et si le générateur a une collecte magnétique, la vis multilavère commencera plus tôt, mais le couple et la puissance seront plus élevés dans les vis fibreuses.

Oui, et couple, car la vis à grande vitesse sera pivotée, les coins de la lame deviendront optimaux pour le courant de vent sur la lame, et nous savons que l'angle réel change en fonction de la vitesse de la lame elle-même et de la Le couple sera plus élevé, car moins de perte d'énergie sur la résistance du pare-brise aux lames.

Les mêmes vis multilavères sont plus lourdes, ce qui signifie que le volant fonctionne. Si la roue a gagné de l'élan, la vis elle-même poignée de l'énergie et il est plus difficile de s'arrêter brusquement, mais lorsque le vent l'emporte sur le volant, il est nécessaire de promouvoir plus, de sorte que les vis multilavères réagissent pire au changement de force du vent, et les rafales à court terme du vent ne peuvent même pas remarquer. Et les vis lumineuses peuvent donner de l'énergie même avec une courte rafale de vent. Il est bien perceptible par un ampèremètre lorsque vous regardez le courant actuel. Hexicess fonctionne plus doucement, il n'y a pas de grandes poussées dans le courant. Et les trois lames manifestent chaque rafale et la flèche y allient ici, et c'est l'énergie qui s'accumule finalement dans la batterie, et la différence de retour peut être très significative, en particulier sur le vent de choc et si le mât est abaissé où Le flux de vent est turbulent.

Un autre facteur est le chiffre d'affaires, la vis multilenciennes légèrement, cela signifie que le générateur est identique, ce qui signifie plus que le générateur plus, les aimants sont plus grands, les fils d'enroulement sont plus grands, le poids du fer est plus grand, à la suite du prix. est beaucoup plus grand. Et le générateur est généralement la partie la plus chère du générateur de vent. Et les tournures ont le rôle le plus important, car plus le taux de rotation de la vis est élevé à la même vitesse de vent, le générateur donnera plus de puissance, puis si les tours ne suffisent pas, alors ou que le générateur est de plus en plus puissant, ou le multiplicateur est a inventé.

Mais partout, il y a notre propre, bien sûr, les vis les moins chères et les plus efficaces sont une seule lame, mais elles doivent être faites très précisément et équilibrées, tout compte, l'aérodynamisme de la lame doit être parfait, sinon les vibrations et le swolosing de La vis, puis le moulin à vent cassé est garanti. En principe, à ce sujet, même personne libère les moulins à vent à lame à lame. Les vis à trois lames étaient plus optimales, elles ne sont pas si haute vitesse, donc un déséquilibre de vis n'est pas terrible, mais les virages sont élevés, ce qui signifie que le générateur est moins cher.

Mais toutes identites, les lames à grande vitesse nécessitent une aérodynamique appropriée, sinon toute efficacité peut parfois tomber. Par conséquent, à la maison, il est souvent plus facile, bien qu'il soit plus coûteux de faire une rugueuse, grosse, inefficace, mais simple dans la fabrication du moulin à vent, sans aucun calcul et la campagne de l'améliorer, de refaire et de la refaire, et enfin ou acquérir des connaissances et apporter tout à l'esprit, ou jetez des connaissances et de dire que toutes ces ordures, achetées des Chinois et ne souffrent pas, encore mieux que l'usine que vous ne pouvez pas faire, seul l'argent est en vain sur le vent vague.

Croissance de la production d'énergie due à une utilisation non renouvelable ressources naturelles Est limité au seuil, suivi de la production complète de matières premières. L'énergie alternative, y compris la génération de vent de l'énergie, fournira une réduction du fardeau de l'habitat.

Le mouvement de toute masse, y compris de l'air, génère de l'énergie. La turbine éolienne convertit l'énergie cinétique du flux d'air en mécanique. Cet appareil constitue la base de l'énergie éolienne, une direction alternative dans l'utilisation de ressources naturelles.

Efficacité

Estimez l'efficacité énergétique de l'unité d'un certain type et d'une conception, comparez-la avec les indicateurs de ces moteurs est assez simple. Il est nécessaire de déterminer le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne (Keev). Il est calculé comme le rapport de la puissance obtenue sur l'arbre de la turbine éolienne, à la puissance du ruisseau de vent agissant à la surface du vent.

Le facteur d'utilisation de l'énergie éolienne pour différents réglages est de 5 à 40%. L'évaluation sera incomplète sans tenir compte des coûts de la conception et de la construction de l'objet, du nombre et du coût de l'électricité générée. Dans une énergie alternative, la période de récupération du coût d'une turbine éolienne est un facteur important, mais également obligatoire en tenant compte de l'effet environnemental qui en résulte.

Classification

Les éoliennes sur les principes d'utilisation de l'énergie développée sont divisées en deux classes:
linéaire;
Cyclique.

Type linéaire

Une turbine éolienne linéaire ou mobile convertit l'énergie du flux d'air en énergie d'énergie mécanique. Cela peut être une voile, une aile. D'un point de vue d'ingénierie, ce n'est pas une éolienne, mais une propulsion.

Type cyclique

Dans les moteurs cycliques, le logement lui-même est fixe. Le flux d'air tourne, effectuant des mouvements cycliques, ses pièces de travail. L'énergie de rotation mécanique est la plus appropriée pour générer de l'électricité, un type d'énergie universel. Les éoliennes cycliques comprennent des works. Pare-brise des anciens moulins à vent se terminant par des centrales à vent modernes, diffèrent des solutions de construction, à l'exhaustivité de l'utilisation de la force du flux d'air. Les dispositifs sont divisés en une direction à grande vitesse et à basse vitesse, ainsi que horizontale ou verticale de l'axe de rotation du rotor.

Horizontal

Les éoliennes avec un axe horizontal de rotation sont appelées impertt. Sur la tige du rotor, plusieurs lames (ailes) et volant sont fixes. L'arbre lui-même est situé horizontalement. Les principaux éléments de l'appareil: véhicules à vent, tête, queue et tour. Le vent de vent est monté dans la tête tournant autour de l'axe vertical, dans lequel l'arbre du moteur est monté, des mécanismes de transfert sont placés. La queue remplit le rôle d'un flueur, tournant la tête avec une chaudière à vent contre la direction du courant de vent.

À grande vitesse de flux d'air en mouvement (15 m / s et au-dessus), l'utilisation de turbines horizontales à grande vitesse est rationnelle. Deux, trois unités à lalone de principaux fabricants fournissent 30% de Keeve. La turbine éolienne auto-fabriquée a un coefficient d'utilisation du flux d'air à 20%. L'efficacité de l'appareil dépend du calcul minutieux et de la qualité de la fabrication de lames.

Les éoliennes d'aile et les installations éoliennes fournissent une vitesse de rotation élevée de l'arbre, ce qui permet la puissance directement à l'arbre du générateur. Un inconvénient important est qu'avec un vent faible, ces éoliennes ne fonctionneront pas du tout. Il y a des problèmes de lancement lorsque vous passez de l'émution au renforcement du vent.

Le ralentissement des moteurs horizontaux ont un plus grand nombre de lames. Un domaine d'interaction important avec le flux d'air les rend plus efficaces avec des vents faibles. Mais les installations ont un voilier important, ce qui nécessite l'adoption de mesures pour les protéger du buste du vent. Le meilleur indicateur du cyséraire 15%. Sur une échelle industrielle, de telles installations ne sont pas utilisées.

Type de carrousel vertical

Dans de tels dispositifs sur l'axe vertical de la roue (rotor), des lames qui prennent le flux d'air sont installées. Le boîtier et le système d'amortisseur assure l'entrée du courant de vent sur la moitié des véhicules éoliens, le moment de réponse résultant des forces d'application assure la rotation du rotor.

Par rapport aux agrégats d'aile, la turbine éolienne du carrousel produit un plus grand point de rotation. Avec une augmentation du débit d'air, il est plus rapide du mode de fonctionnement (en fonction de la résistance de la poussée), stabilise les vitesses de rotation. Mais de tels agrégats sont lents. Pour transformer la rotation de l'arbre en énergie électrique, un générateur spécial est requis (multiple), capable de travailler sur de petites révolutions. Les générateurs de ce type ne sont pas très courants. L'utilisation du système de boîte de vitesses est limitée à une faible efficacité.

Un carrousel éolien est plus facile à exploiter. La conception elle-même fournit une régulation automatique du nombre de révolutions de rotor, vous permet de suivre la direction du vent.

Vertical: orthogonal

Pour les grandes énergies, les éoliennes orthogonales et les installations éoliennes sont les plus prometteuses. La gamme d'utilisations de tels agrégats, par vitesse du vent, de 5 à 16 m / s. La puissance générée par eux est ajustée à 50 000 kW. Le profil des lames d'installation orthogonales est similaire au profil des ailes de l'aéronef. Pour que l'aile commence à travailler, le flux d'air est dessus, comme lors de la course de l'aéronef lors du décollage. La turbine éolienne doit également être préalablement promue, dépenser de l'énergie. Après avoir terminé cette condition, l'installation passe en mode générateur.

conclusions

L'énergie éolienne est l'une des sources d'énergie renouvelables les plus prometteuses. L'expérience de l'utilisation industrielle des éoliennes et des enroulements montre que l'efficacité dépend de la mise en place de générateurs éoliens dans des endroits, avec des flux d'air favorables. L'utilisation de matériaux modernes dans les structures des agrégats, l'utilisation de nouveaux systèmes de génération et d'accumulation garantira une augmentation supplémentaire de la fiabilité et de l'efficacité énergétique des éoliennes.

Puissance d'écoulement, ou comme elle est également appelée deuxième énergie, proportionnelle au cube de vitesse du vent. Que signifie-t-il - si la vitesse du vent augmente, admissible, deux fois, l'énergie du flux d'air augmentera de 2 3 fois, à savoir 2 3 \u003d 2x2x2 \u003d 8 fois.

La puissance développée par la turbine éolienne variera proportionnellement au carré du diamètre du véhicule éolien. Ce qui signifie avec une augmentation de deux fois le diamètre de la Windwall - nous obtenons une augmentation du pouvoir à la même vitesse du vent quatre fois.

Cependant, toutes les énergies qui traversent les véhicules éoliens ne peuvent pas être transformées en un travail utile. Une partie de l'énergie sera perdue pour surmonter la résistance de la circulation du vent du flux de vent, ainsi que sur d'autres pertes. En outre, la plupart de l'énergie de l'air seront également contenues dans le ruisseau qui a déjà traversé le vent. Dans la théorie des éoliennes impérieuses, il est prouvé:

• La vitesse du vent de vent derrière le boîtier du vent n'est pas nulle;
• Le meilleur mode de fonctionnement de la turbine éolienne est celui dans lequel le débit derrière la ventley sera 2/3 à partir du débit initial, qui sera bloqué sur la transition.

Facteur d'utilisation d'énergie

Il s'agit d'un nombre indiquant quelle partie de la puissance d'écoulement d'air sera utile à utiliser par Winder. Ce coefficient est généralement la lettre grecque χ (KSI). Sa valeur dépend d'un certain nombre de facteurs, tels que le type de véloteur, la qualité de la fabrication et de la forme de ses lames et d'autres facteurs. Pour les éoliennes à grande vitesse, qui ont une forme aérodynamique simplifiée des ailes, le coefficient χ est d'environ 0,42 à 0,46. Cela signifie que les machines de ce type peuvent se transformer en un travail mécanique utile d'environ 42% à 46% du flux de vent traversant l'installation. Pour les machines les plus basses, ce coefficient est d'environ 0,27 à 0,33. La valeur maximale théorique χ pour les éoliennes de haute turbine est d'environ 0,593. Les installations étrangères étaient assez généralisées et ont commencé massivement à être produites par l'industrie. Ils sont divisés en deux groupes:

• Courir - le nombre de lames à 4;

Aigre - de 4 à 24 lames;

Éoliennes droites et basse vitesse

La spécificité est l'un des avantages, car il rend la transmission plus simple de l'énergie éolienne avec de tels dispositifs à grande vitesse qu'un générateur électrique. De plus, ils sont plus légers et disposent d'un ratio d'utilisation de vitesse du vent plus élevé que de basse vitesse, comme mentionné ci-dessus.

Toutefois, en plus des mérites, ils ont un désavantage grave, tel que plusieurs fois moins qu'un couple sur un enrouleur fixe et avec les mêmes diamètres des roues et la vitesse du vent que les installations à basse vitesse. Vous trouverez ci-dessous deux caractéristiques aérodynamiques:

Où le palettes est montré à 18 lame sans vent et à une pagaie solide à 3 voies. Selon l'axe horizontal, le nombre de modules de vélocité du vent est reporté ou à grande vitesse. Cette valeur est déterminée par le rapport de la vitesse de l'extrémité de la lame à la vitesse du vent V.

À partir de la caractéristique de la turbine éolienne, on peut conclure que chaque vitesse du vent ne peut avoir que le seul nombre de révolutions auquel il est possible d'obtenir le maximum. De plus, en présence de la même vitesse de vent, le dispositif à basse vitesse aura un instant plus que la haute vitesse et, en conséquence, il commencera à fonctionner à une vitesse de vent inférieure à la vitesse. C'est un facteur assez important, car il augmente le nombre d'heures de turbine éolienne.

Éoliennes étrangères

Le principe de leur travail est basé sur les forces aérodynamiques, qui se poseront sur les pales de vocation lorsque le flux d'air est en marche. Afin d'augmenter la puissance des ailes, donnez des profils aérodynamiques simplifiés et les angles de clarification sont fabriqués par des variables le long de la lame (plus près de l'arbre - les plus grands dans les coins et à l'extrémité plus petite). Le schéma est indiqué ci-dessous:

Il existe trois parties principales de ce mécanisme - la lame, max, avec laquelle la roue est attachée au moyeu. L'angle de la clarification est l'angle entre le plan de rotation de la roue avec la lame. L'angle d'attaque α est l'angle du raid de vent sur les éléments de la lame.

Avec la transition inversée, la direction du flux par la lame et la direction du vent coïncidaient (par arrow v). Mais comme la roue a une certaine vitesse de rotation, puis, en conséquence, chacun des éléments de la lame aura un certain taux de ΩXR, qui augmentera avec une distance de l'axe de la roue. Par conséquent, le débit qui souffle la lame à une certaine vitesse consistera en une vélocité ΩXR et V. Cette vitesse a le nom du débit relatif et présente la désignation W.

Depuis seulement à certains angles de l'attaque, il y a le meilleur mode de fonctionnement de la roue impérative, puis les angles de la clarification doivent faire des variables sur toute la longueur de la lame. La puissance de la turbine éolienne, ainsi que tout autre, est déterminée par le produit de la vitesse angulaire Ω à son moment M: p \u003d mxΩ. On peut conclure qu'avec une diminution du nombre de pales, le moment m sera également diminuer, mais le nombre de révolutions Ω augmentera. C'est pourquoi, la puissance p \u003d mxω restera presque constante et elle dépendra faiblement du nombre de lames de moulin à vent.

Autres types de turbines éoliennes

Comme vous le savez, à l'exception des impérables, il y a aussi de la batterie, du carrousel et des éoliennes rotatives. Carrousel et types rotatifs d'axe de rotation vertical et dans le tambour horizontal. Peut-être la principale différence entre les éoliennes impérables des éoliennes impérables du tambour et des carrousels sera peut-être que les impérants fonctionnent toutes les lames en même temps, tandis que le tambour et les carrousers ne fonctionnent que la partie des lames, dont le mouvement coïncidera avec le Direction du mouvement du vent.

Pour réduire la résistance aux lames qui vont au vent vers le vent, elles sont incurvées ou couvrent l'écran. Le couple lorsque vous utilisez ce type de moteur se produit en raison de la pression différente dans les lames.

Étant donné que les types de turbines rotatives, carrousel et tambour ont une efficacité assez faible (χ pour ces types ne dépassant pas 0,18), ainsi que plutôt volumineux et faible en pratique, ils n'ont pas reçu d'application de masse.

Éolienne
Dispositif transformant l'énergie éolienne en énergie mouvement rotatif. Le principal organe de travail de la turbine éolienne est l'unité tournante - la roue entraînée par le vent et associée rigidement à l'arbre, dont la rotation entraîne l'équipement qui effectue l'opération utile. L'arbre est installé horizontalement ou verticalement. Les éoliennes sont couramment utilisées pour générer de l'énergie consommée périodiquement: lors du pompage de l'eau dans un récipient, du grain de broyage, des réseaux d'alimentation temporaires, d'urgence et locaux.
Référence historique. Bien que les vents de surface ne soufflent pas toujours, changent de direction et la force d'entre eux est inconstante, la turbine éolienne est l'une des machines les plus anciennes pour produire de l'énergie à partir de sources naturelles. En raison de la fiabilité douteuse des anciens messages écrits sur les éoliennes, il n'est pas tout à fait clair lorsque de telles machines sont apparues pour la première fois. Mais, à en juger par certains records, ils existaient déjà jusqu'à 7 siècles. UN D On sait qu'en Perse, ils ont été utilisés au 10ème siècle et dans Europe de l'Ouest Les premiers dispositifs de ce type sont apparus à la fin du 12ème siècle. Au 16ème siècle Enfin formé le type de tente de moulin à vent néerlandais. Des changements particuliers dans leur conception n'ont pas été observés avant le début du 20ème siècle, lorsque les formes et le revêtement des ailes des moulins étaient considérablement améliorés à la suite d'études. Depuis des machines en vrac à faible vitesse, dans la seconde moitié du 20ème siècle. Les éoliennes à grande vitesse ont commencé à construire, c'est-à-dire De tels, qui peuvent effectuer un grand nombre de révolutions par minute avec un coefficient élevé d'utilisation de l'énergie éolienne.
Types modernes de turbines éoliennes. Actuellement, trois types principaux de turbines éoliennes sont appliqués - tambour, aile (type de vis) et rotatif (avec profil de repeller en forme de S).
Tambour et toit. Bien que le type de type de tambour ait le plus petit taux d'utilisation de l'énergie éolienne par rapport aux autres antidépelleurs modernes, il est très largement appliqué. Sur de nombreuses fermes avec elle, l'eau est balançoire, si, pour une raison quelconque, il n'y a pas d'électricité du réseau. Une forme typique d'une telle roue avec des lames de tôle est montrée à la Fig. 1. Les vitesses du vent de tambour et de type impératrice sont tournées sur un arbre horizontal, de sorte qu'elles doivent être tournées vers le vent pour obtenir les meilleures caractéristiques opérationnelles. Pour cela, on leur donne le volant de la direction - la lame située dans le plan vertical que et est assurée par le renversement du vent au vent. Le diamètre de la roue dans le monde dans le monde de la turbine éolienne de type aile est de 53 m, la largeur maximale de sa lame est égale à 4,9 m. Le Windowall est directement connecté à un générateur électrique d'une capacité de 1000 kW, qui se développe à la vitesse du vent au moins 48 km / h. Ses pales sont régulées de manière à ce que la vitesse de rotation des bobines de vent reste une valeur constante et égale à 30 tr / min dans la gamme de vélocités du vent de 24 à 112 km / h. En raison du fait que dans la zone où se situent ces éoliennes, les vents soufflent assez souvent, l'unité d'énergie éolienne produit généralement une turbine éolienne à 50% de la puissance maximale et nourrit le circuit public. Les éoliennes étrangères sont largement utilisées dans les zones rurales éloignées pour fournir des fermes électriques, y compris la charge des batteries de communication radio. Ils sont également utilisés dans les installations d'énergie intégrées des aéronefs et des missiles gérés.

Rotor en forme de S. Le rotor en forme de S monté sur l'arbre vertical (Fig. 2) est bon car la turbine éolienne avec un tel retournement n'a pas à se retirer sur le vent. Bien que le couple sur son arbre passe du minimum à un tiers de la valeur maximale pendant une demi-tour, elle ne dépend pas de la direction du vent. Lorsqu'un cylindre circulaire épuré tourne, sous l'influence du vent, la force agit sur le corps du cylindre, perpendiculairement à la direction du vent. Ce phénomène s'appelle l'effet de Magnus, en l'honneur de la physique allemande qu'il a étudiée (1852). En 1920-1930, A.Flettner appliqua des cylindres rotatifs (rotors Flaetter) et des rotors en forme de S au lieu de vocales de lame, ainsi que des pilotes de navires, qui ont fait la transition d'Europe en Amérique et en arrière.

Le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne. La puissance obtenue à partir du vent est généralement faible - moins de 4 kW développe un agrégat du type obsolète de moulin à vent néerlandais à une vitesse de vent de 32 km / h. La puissance du courant de vent, qui peut être utilisée, est formée de l'énergie cinétique de la masse d'air, précipitée perpendiculaire à la zone de la taille spécifiée perpendiculairement. Dans la turbine éolienne, cette zone est déterminée par la surface de la recharge. Lors de la prise en compte de la hauteur au-dessus du niveau de la mer, la pression atmosphérique sur elle et sa température, la puissance jetable N (en kW) par zone est déterminée par l'équation N \u003d 0,0000446 V3 (m / s). Le facteur d'utilisation de l'énergie éolienne est généralement déterminé comme le rapport de la puissance développée sur l'arbre de la turbine éolienne, à la puissance jetable du flux de vent, agissant sur la surface implantée du véhicule à vent. Maximum, ce coefficient devient avec une certaine relation entre la vitesse du bord extérieur du brise-vent avec la vitesse du vent U; La valeur de ce ratio w / u dépend du type de turbine éolienne. Le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne dépend du type de véhicules éoliens et de 5 à 10% (moulin néerlandais avec des ailes plates, W / U \u003d 2,5) à 35-40% (roue profilée, 5 ј w / u ј 10 ).
LITTÉRATURE
Énergie éolienne. M., 1982 Yaras L. et al. Energie éolienne. M., 1982.

L'encyclopédie de la colley. - Société ouverte. 2000 .

Synonymes:

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Les ailes du vent sont la partie la plus importante du moulin à vent. De la forme de leurs lames, la puissance et les révolutions du générateur éolien dépendent.

Nous ne nous attarderons pas dans cette brochure sur le calcul des nouvelles ailes en raison de la complexité de ce problème et que nous utilisons des ailes prêtes à l'emploi qui ont une certaine forme et un taux d'énergie éolien à grande vitesse et à grande vitesse. Nous n'avons besoin que de résoudre la question de savoir comment déterminer la taille des nouvelles ailes sur la puissance souhaitée, en fonction de la taille des ailes connues tout en conservant leurs caractéristiques initiales.

Nous allons prendre une vapeur Vengeneck pour des moulins à vent à faible puissance avec la caractéristique caractéristique suivante:

Le coefficient d'utilisation de l'énergie éolienne ........................................ 0.35

Sous la vitesse de la vitesse du vent, il est nécessaire de comprendre la relation de la vitesse du district de la fin de la lame à la vitesse du vent

Prendre un et même grande vitesse, égal à 7, pour le vent de diamètres différents, nous recevrons différentes révolutions des garçons éoliens à la même vitesse du vent. Les meilleurs virages développeront la gueule de vent avec le plus petit diamètre. En général, les révolutions du vent et de la vitesse égale se rapportent aux autres inversement proportionnelles à leurs diamètres, c'est-à-dire

Cela signifie que la vitesse du vent d'un diamètre D 1 sera des révolutions par minute dans tant de fois de plus, ce qui est combien le diamètre de ce verrer D 1 est inférieur à D diamètre D 2 d'un autre windwell. Par exemple, si le pignon coupe-vent d'un diamètre de 1,5 m gagne 714 tr / min, la gueule de vent d'un diamètre de 3 m fera 357 tr / min, c'est-à-dire deux fois moins, bien que leurs vitesses soient identiques.

Pour la commodité de compter la taille des lames du vent de diamètres différents, mais avec la même vitesse dans la table. 4 sont donnés des dimensions de vents de deux lame avec un diamètre de 1 m. Table Table Dan Dessin lame avec symboles de lettrage Sa tailles et sous la figure de la table donnent des valeurs numériques de ces tailles.

À gauche dans 4 colonnes sont les dimensions de la lame sur le dessin de gauche; Droit dans 10 colonnes reçoit la taille de cinq profils de cette lame. Comment soulever la taille de la profil, est montré dans la figure de table à droite.

Afin de se conformer à la caractéristique acceptée des voies sinueuses avec un changement de diamètre, toutes les dimensions de ces lames sont nécessaires pour changer au même respect, dans lesquelles nous changeons du diamètre des venteux. Dans le même temps, nous aurons une similitude géométrique, sans laquelle il était impossible de tirer parti de cette méthode de recalculation.

Depuis la vitesse du vent avec la taille indiquée dans le tableau. 4, a 1 m de diamètre, le ratio du diamètre d'un autre vent d'éolienne à une autre sera égal à D, c'est-à-dire.

Par conséquent, pour obtenir la taille des lames de coupe-vent avec un autre diamètre, chaque taille est nécessaire dans la table. 4, multiplier par la magnitude de ce diamètre. Alternativement ne devrait rester que les angles de la clarification de chaque section transversale de la lame et le nombre d'entre eux. Par exemple, pour un enrouleur, un diamètre de 1,2 m de 1,2 m, chaque taille de la table est requise. 4 Multipliez 1.2, pendant que nous obtenons:

Pour augmenter la table, cliquez dessus avec la souris

Pour obtenir la forme finie de la lame, elle est nécessaire en taille,

pointillé dans la table. 5, construction sur une feuille de feuille de papier pour cinq lames et profilés de circuit et circuit à travers le point de contours à l'aide de motif, comme le montre la Fig. 13. Profils Chaque section est établie à une valeur naturelle de sorte qu'il soit possible de couper des motifs dans la fabrication de la lame.

Pour un générateur d'une capacité de 1 kW, une vénérade est nécessaire avec un diamètre de 3,5 m. Pour obtenir les tailles de la lame de cette roue éolienne, sont nécessaires dans le tableau. 4 Dimensions d'AUTROPOLES DIMITRE 1 M Multipliez par 3.5 et élaborez une table, puis dessinez les profilés des lames qui seront nécessaires dans la fabrication.

La puissance et le rotation des vélo-vent à deux lames avec la caractéristique ci-dessus sont donnés dans le tableau. 6

Cette table doit être utilisée lors de la sélection du diamètre de la vitesse du vent de cette alimentation et de déterminer le rapport engrenage de la boîte de vitesses, si le chiffre d'affaires du générateur est plus de révolutions du vent, développé par IM à la vitesse du vent de 8 m / s.

Par exemple, lorsqu'il est utilisé pour l'unité de turbine éolienne d'un type d'automobile GBF d'une capacité de 60 W à 900 tr / min, une vénérade convient, ayant d \u003d\u003d 1,2 m, d'une capacité de 0,169 litres. de. à 895 tr / min (voir les deux premières lignes Tableau 6).

ce cas, la vitesse du vent peut être fixée sur l'arbre du générateur. L'unité éolienne est la plus simple et la plus pratique de l'exploration.

Si nous avions conçu pour construire une unité éolienne avec une capacité de 400 W, il serait nécessaire de prendre le diamètre du Windwall 3 m, qui à la vitesse du vent 8 m / s développe 1 060 litres. de. ou 1 060 x 0,736 \u003d 0,78 kW. Prendre à. P. D. Générateur égal à 0,5, nous obtenons:

La vitesse du vent à la vitesse du vent 8 m / s développe 357 tr / min, et le générateur d'une capacité de 390 W nécessite 1 000 tr / min. Par conséquent, dans ce cas, une boîte de vitesses est nécessaire, augmentant les virages dans la transmission du vent au générateur. La boîte de vitesses devrait augmenter les révolutions.

La valeur de 2.8 s'appelle un rapport de vitesse. Avec cette relation détermine le nombre d'engins d'engrenages. Par exemple, si nous prenons la vitesse basée sur l'arbre du générateur, 16 ZE.BYEV, alors l'engrenage de plomb situé sur l'arbre du véhicule éolien doit être

Les vents violents souffrent d'un désavantage très important dans le fait qu'ils se noient mal de l'endroit, ils peuvent donc commencer à travailler uniquement à des vitesses de vent élevées.

Beaucoup de vêtements de vents novices semblent que, plus le nombre de lames du vent fait, plus il se développera. Cette représentation est erronée. Deux navires de vent sont préfabriqués et se multiplient avec des lames également bien conçues et avec les mêmes diamètres de la surface venteuse développeront la même puissance. Ceci est expliqué par le fait que, puisqu'ils sont également bien réalisés, les coefficients d'utilisation de l'énergie éolienne seront égaux, c'est-à-dire qu'ils transmettront la même quantité d'énergie à la machine de travail. Le nombre d'énergie éolienne entrante est égal à l'autre énergie d'enroulement, car elles sont égales aux surfaces surdimensionnées. Quant aux révolutions, elles seront plus grandes les moins pales, s'ils ont la même largeur des mêmes vocales; En d'autres termes, le nombre de révolutions est plus élevé, plus la surface globale des lames qui forment une surface de ver.

Comment déterminer les tailles des ailes du moulin à vent fait maison (générateur de vent) à la puissance spécifiée

Les ailes du vent sont la partie la plus importante du moulin à vent. De la forme de leurs lames, la puissance et les révolutions du générateur éolien dépendent. Nous n'arrêterons pas dans cette brochure sur le calcul des nouvelles ailes en raison de la complexité de cette tâche et nous utilisons des ailes prêtes à l'emploi qui ont une certaine forme et caractérisée.

Calcul des lames de générateur de vent

Sur le charbon optimal de l'attaque du moulin à vent de l'hélice

Dans les techniques du calcul des moulins à vent, la recommandation est donnée à l'angle d'attaque dans laquelle la qualité aérodynamique maximale de la lame est atteinte. Ceux. Il est proposé de construire une tangente au Polar depuis le début des coordonnées, et les coordonnées du point tactile sont pour calculer le moulin à vent. Très probablement, il fait référence à l'analogie avec l'aviation, où avec une augmentation de la relation de la force de levage au pare-brise, la durée de la planification de l'aéronef augmente. Ou il est proposé d'utiliser une lame avec une force de levage maximale. Les travaux de moulin à vent se produisent selon d'autres lois.

Figure. 1 forces aérodynamiques dans le moulin à vent

La figure 1 présente le diagramme des effets des forces aérodynamiques sur la lame. La vitesse du vent lors de l'approche du moulin ralentit sur une certaine valeur A, qui est 2/3 sur la théorie de Zhukovsky (Betz) et selon la théorie de la sabinine 0.586. Le mouvement circonférentiel des lames donne un composant supplémentaire de la vitesse, qui peut être trouvé si vous considérez les lames stationnaires et l'air se déplaçant dans la direction opposée. Ces deux composants s'additionnent en fonction de la règle du triangle et donnent le flux total de l'écoulement du flux dans le plan du véhicule éolien. L'angle de vitesse ψ est déterminé par le rapport A / Z et ne dépend pas de la vitesse du vent:

Ici, puis tous les calculs sont effectués pour la pointe de la lame. Pour d'autres sections, il est nécessaire de remplacer partout dans les formules Z de l'expression ZR / R, où Z est la vitesse de détermination de la vitesse définie comme le rapport de la vitesse du vent à la vitesse de la lame; R - rayon de moulin à vent; R est le rayon de la section sélectionnée.

L'angle de vitesse de ψ provient d'un angle d'attaque α et de l'angle d'installation des lames β. L'angle d'attaque est situé en fonction des caractéristiques de la lame, par conséquent, en fixant la vitesse du moulin à vent, la tâche de calculer les lames est sans ambiguïté.

Le flux fluide provoque deux résistances: la longueur de la résistance du pare-brise X Pour répondre au flux et la force de levage Y, perpendiculaire à celle-ci.

C x, c y - coefficients de pare-brise et force de levage;

ρ - densité d'air;

S - la zone de l'élément de lame;

V. - La magnitude du vecteur d'incidence, qui est à son tour égale à:

Le dernier terme entre parenthèses est très petit et dans des moulins à vent à grande vitesse, le taux de fonctionnement est presque égal à la vitesse circonférentielle de la lame.

La force de district est obtenue comme la différence de projection de l'élévateur et de la projection du pare-brise sur le plan de rotation.

L'expression dans les crochets récentes peut être appelée le coefficient aérodynamique de la force de district ou brièvement coefficient circulaire.

La capacité de moulin à vent est un morceau de force circonférentielle pour la vitesse circulaire

Cette formule ne donne pas la puissance du moulin à vent, mais la puissance de l'élément de lame situé sur la pointe. L'énergie éolienne est calculée en intégrant par rayon, mais le but de l'article de l'autre.)

Considérez la lame polaire de la Fig.2.

Figure. 2 Trouver le coefficient de la force de district.

Nous allons passer des oes tangentielles au polaire. Et nous construisons l'oz direct à grande vitesse, qui est donné par l'équation

Ceux. Les formes directes à grande vitesse avec l'axe de l'angle de vitesse CY, discutent précédemment.

L'OB est égal à la valeur de l'ascenseur au point A. Par conséquent:

L'angle ABD est égal à l'angle ψ et l'hypoténuse AB est le coefficient de pare-brise au point A. Par conséquent, BD Catat est égal à:

CUT DE est la différence de deux segments

Il a révélé la même expression que dans la formule d'énergie éolienne. Tous les autres composants de la formule d'alimentation sont définis, la puissance est donc déterminée par ce segment ou, en d'autres termes, la distance de la ligne de vitesse OZ au point de fonctionnement. Du graphique, on peut voir que le coefficient est maximisé au point de toucher la ligne de vitesse Z 'sur le polaire et non au point de qualité aérodynamique maximale. Par conséquent, en fixant la vitesse et en construisant une ligne à grande vitesse, vous pouvez analyser visuellement le travail de moulin à vent.

Profil Tsaga R -ll-12

En figue. 3 montre le profil du QAG R-LL -12, superposé à la comparaison du profil de Clark populaire dans les moulins à vent. Profil Polar Poland P-LL -12 Profil de l'allongement 5 est montré à la Fig. quatre

Figure. 3 profils Tsagi R- LL -12 et Clark - Y

Les pôles de gauche sont donnés sous forme normale avec une échelle différente sur les axes de coordonnées. Sur la droite polaire, élaborée dans la même échelle, la même construction a été réalisée. La ligne droite à grande vitesse à Z \u003d 2 donne le maximum du coefficient circonférentiel à l'angle d'attaque en 16ème. Le point de la qualité aérodynamique maximale est obtenu à un angle d'attaque dans 2 degrés. À ce stade, le coefficient circonférentiel est environ trois fois inférieur à celui du point d'optimum. Bien sûr, dans le moulin à vent, vous pouvez choisir l'angle de fonctionnement de l'attaque de 2 degrés. La puissance de moulin à vent dépend de l'énergie éolienne. Par conséquent, le coefficient circonférentiel a diminué trois fois avant d'être compensé en augmentant trois fois l'accord de la lame. (Le cas idéalisé est considéré) dans un carré, 9 fois, le volume de la lame augmentera. Avec une superficie croissante, les pertes de friction augmentent. Grops gouttes. L'allongement de la lame diminue, sa résistance inductive augmente. Au moment de la qualité aérodynamique maximale, le moulin à vent est mieux cohérent avec le degré d'inhibition de l'air dans le plan de turbine éolienne et la valeur de la force de district. La coordination augmente le cyséraire. Par conséquent, le calcul doit être effectué en ce qui concerne tous les facteurs. Il ne traite que de la valeur du coefficient circonférentiel et de sa largeur de la lame dépendante.

Fig.4 Pole du profil de la Tsaga R- LL -12

Avec une vitesse croissante, le point d'optimum (minimiser la largeur de la lame) s'approche du point de qualité aérodynamique maximale. Aux vitesses 6 et le coin des gains d'attaque 8O dans le coefficient circonférentiel, et donc dans la largeur des pales par rapport à 2 o, est de 1,5 fois. Mais à partir de l'analyse du polaire, il s'ensuit que, avec des valeurs importantes de la vitesse, il est logique de choisir le point de fonctionnement sous la polaire. Avec une charge insuffisante ou une absence d'une charge en mode d'urgence, le moulin à vent gagne la vitesse, va à la propagation. L'angle de vitesse est réduit et, étant donné que l'angle d'installation dans des moulins à vent non réglementés reste constant, l'angle d'attaque diminue. Le point de travail se déplace et la ligne droite à grande vitesse s'approche du polaire. À une certaine vitesse, le coefficient circonférentiel deviendra zéro. Le début de ce moment (la valeur limite de Z) pendant la séparation dépend de la position initiale du point de travail. Le point de départ est choisi ci-dessous, plus le taux de vélocité est petit chercher le moulin à vent. Mais cette déclaration doit être vérifiée dans la pratique.

Lors de la construction d'une ligne droite de vitesse Z \u003d 6, il est clairement constaté que le polaire dans la gamme d'angles d'attaque de 3 à 12 degrés est presque parallèle à la vitesse directe. Cela donne une explication de l'application d'une variété de théories et de concepts pour le calcul des moulins à vent, n'affectant pratiquement pas le travail d'un moulin à vent à grande vitesse conçu.

Les sections transversales des lames situées plus près de l'axe se déplacent plus lentement que les sections externes, de sorte que leur droite à grande vitesse se trouve en dessous. Dans les sections internes, le point d'optimum, c'est-à-dire La valeur maximale du coefficient circonférentiel réside dans les grands coins de l'attaque, donc l'angle d'installation et la torsion de lame, compliquée, diminue.

À la suite de la construction de directs à grande vitesse, la famille de points optimaux pour différentes vitesses est obtenue. Lequel de ces points est le plus optimal? Quelle accumulation devrait être préférée? Dans la formule d'alimentation éolienne, la surbrillance du ZV est incluse dans le troisième degré et le coefficient circonférentiel dans le premier. Par conséquent, déplacer les coefficients circonférentiels aux cubes correspondants correspondant à eux, nous obtenons un certain nombre de maxima à partir de laquelle vous pouvez choisir le maximum. Maximurum maximum se situe sur la surface de la moitié de la qualité aérodynamique, lors de la vitesse

Ici K est le rapport CY / CX maximum. Pour le profil à l'étude, le maximum survient à l'angle d'attaque de 2 degrés et est égal à 24.

Cette lame a une qualité aérodynamique égale à 24, par conséquent, la maximour maximale sera dans la zone Z \u003d 10. Cette estimation est approximative, afin de comprendre l'ordre de grandeur.

Sur le graphique de gauche de la figure 4, il est impossible d'effectuer les constructions du coefficient de district. Il y a une échelle différente sur les axes, les coins droits sont déformés et les longueurs sont déformées. Selon le bon graphique, vous pouvez déterminer que

avec Z \u003d 2, le produit Z3Coko est égal à:

Ceux. À la vitesse de la Z \u003d 10, la largeur des lames à la pointe diminue par rapport à une hélice plutôt à grande vitesse Z \u003d 6 2.3 fois.

Une fois encore, je veillerai à ce que le point maximal maximum donne une largeur militante des lames et non la puissance maximale. Le pouvoir est déterminé par le vent. Et le pouvoir est déterminé par des pertes, c'est-à-dire Windmill Kiev, qui ne sont pas considérés ici.

Programme - Calculs aérodynamiques de conception et d'étalonnage du générateur éolien - Rapport technique de fichier.doc

Report technique.doc.

Calcul des caractéristiques aérodynamiques de la lame de la turbine éolienne et de déterminer ses paramètres géométriques.

B - le nombre de lames

Le rapport présente les résultats des calculs des caractéristiques aérodynamiques du vocabulaire et du moulin à vent en général. Les caractéristiques géométriques de la lame sont présentées.

^ 1. Données source pour le calcul.

La vitesse de vent estimée v \u003d 12 m / s.

De l'expérience de la création de générateurs de vent de cette classe, la valeur de la vitesse relative est de 6 ... 8. Le coefficient d'utilisation d'énergie éolienne (ou coefficient de puissance CP), dans les générateurs de vent existants, est compris entre 0,43 ... 0,47. La vitesse de l'extrémité de la lame est comprise jusqu'à 80 ... 100 m / s. Cette limitation est associée au bruit aérodynamique et à l'usure d'érosion de la lame. En tant que profil aérodynamique des sections de la turbine éolienne, le profil de la série NACA 44100, qui est actuellement largement utilisé. L'utilisation de profils laminaires vous permet d'obtenir des caractéristiques plus élevées, mais sous l'état de la fabrication de haute précision, l'absence de lame de contamination de surface, l'absence de vibrations de la structure et de la turbulence du courant de vent. L'adhésion aux conditions ci-dessus réduit les caractéristiques des générateurs éoliens avec des profilés laminaires de lames de 25 ... 30%.

Vitesse relative \u003d 7.

^ Tableau 1. Coordonnées du profil NACA 44100.

Où: - une nouvelle épaisseur relative du profil.

Vitesse relative (vitesse) \u003d 7.

Figure 2. Puissance des véhicules à vent et du chiffre d'affaires de la vitesse du vent (\u003d 7).

Comme on peut le voir sur les résultats des calculs, le vent impecté répond aux exigences des données source et de la pratique de la création de turbines éoliennes de cette classe.

La construction de la géométrie de la lame est faite comme suit. La direction de rotation du rotor est dans le sens antihoraire, si vous regardez la direction du vent. Les angles des sections sont indiqués dans le plan de rotation. Une valeur positive - contre la direction du vent (Figure 3).

Les lames de données géométriques résultantes sont présentées dans le tableau 2

Sous forme électronique, les données de la construction de la géométrie des lames sont présentées dans des fichiers:

VG100.SCR - Fichier de script (ou fichier de script) pour le programme

VG100.DWG - Modèle AutoCAD intégré de la lame (Figure 4) en fonction des données du fichier VG100.SCR.

VG100.CATPART - Lames de modèle CATIA intégrées (Figure 5)

Figure 4. Lame de modèle de cadre.

1. Patrick J. Moriarty, Manuel de la théorie Aeroryn , Laboratoire national des énergies renouvelables, décembre 2005 Nrel / EL-500-36881.

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Rapport technique - Programme - Conception et apprivoiser les calculs aérodynamiques du générateur éolien - Technique

Titre: Programme - Calculs aérodynamiques de conception et d'étalonnage du générateur éolien; Fichier: Report technique.doc; Date: 03/16/2010 15:48; Taille: 467kb.