|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Obliczenia turbiny wiatrowej. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Alternatywne źródła energii Główną częścią turbiny wiatrowej jest koło wiatrowe. Dzięki niemu energia kinetyczna wiatru jest przekształcana w energię mechaniczną. Przypomnijmy, turbiny wiatrowe dzielą się na dwie grupy - o poziomej i pionowej osi obrotu. Rozważymy turbinę wiatrową o poziomej osi obrotu. Może mieć jedną lub więcej łopatek, które są zainstalowane pod pewnym kątem do płaszczyzny obrotu. Koło wiatru może być szybkie lub wolne. W zależności od średnicy i liczby łopat prędkość koła wiatrowego przy tej samej prędkości wiatru będzie różna. Wskaźnik ten nazywany jest prędkością koła wiatrowego i jest określany przez stosunek prędkości obwodowej końca łopaty do prędkości wiatru: Z = L*W/60/V, gdzie: W – częstotliwość obrotów turbiny wiatrowej (rpm); V - prędkość wiatru (m/s); L - obwód (m). Ale początkowo nie znamy prędkości turbiny wiatrowej, która zależy od jej wydajności. Kiedy powietrze przechodzi przez łopaty, pozostaje „zakłócony” ślad, który spowalnia obrót koła wiatrowego. Dlatego im więcej ostrzy, tym mniejsza prędkość. Aby z grubsza obliczyć prędkość koła wiatrowego, jako podstawę przyjmujemy prędkość (Z). ustalone w praktyczny sposób dla turbin wiatrowych o różnej liczbie łopat:
Korzystając z poniższego wzoru obliczamy prędkość wiatraka: W=V/L*Z*60. Wydajność całej konstrukcji i bezpieczna eksploatacja elektrowni zależą od konstrukcji turbiny wiatrowej. Konstrukcje wielołopatkowe charakteryzują się niską prędkością, a zatem siły odśrodkowe i żyroskopowe są znacznie mniejsze niż w przypadku konstrukcji o dużej prędkości. Biorąc pod uwagę, że technologie wytwarzania turbin wiatrowych w warunkach amatorskich pozostawiają wiele do życzenia, zalecane są wielołopatowe turbiny wiatrowe z co najmniej pięcioma łopatami – takie konstrukcje nie są aż tak krytyczne dla błędów wyważenia, nie wymagają aerodynamicznego zaprojektowania profilu łopat, i wklęsłe ostrza mogą być z powodzeniem stosowane. Instalacja ostrza Jeśli arkusz sklejki zostanie umieszczony pod kątem do nadchodzącego strumienia powietrza, wówczas maksymalna siła podnoszenia przy tej samej prędkości powietrza będzie wynosić przy kącie instalacji 45 °. Wraz ze zmniejszaniem się lub zwiększaniem kąta siła nośna również będzie się zmniejszać, a opór przepływu będzie się odpowiednio zmniejszać lub zwiększać. Dlatego jako punkt wyjścia przyjmujemy kąt 45 °. Aby jednak koło wiatrowe jak najbardziej efektywnie wykorzystywało energię wiatru i nie miało stref hamowania, koło musi mieć zakrzywiony kształt: im dalej element łopatki znajduje się od osi obrotu, tym mniejszy wymagany jest kąt montażu Skok śruby Jednym ze wskaźników do obliczenia łopaty jest skok śruby - odległość, na jaką przemieści się masa powietrza w jednym obrocie, jeśli wyobrazimy sobie tę masę powietrza w postaci nakrętki o średnicy 2R, a kąt gwint jest równy kątowi między cięciwą pobranego odcinka a płaszczyzną obrotu śruby. Skok śruby określa wzór: H = 2πR*tgα, gdzie: H = krok wybranego odcinka (m.); R = promień przekroju (m); α = kąt montażu sekcji (stopnie). Kąt ustawienia sekcji łopat turbin wiatrowych określa przekształcony wzór: α (kąt montażu) = Arctg (H/2πR). Przykład obliczenia skrętu ostrza Skok łopat = 1 metr, średnica koła wiatrowego = 3 metry. Przy tych ustawieniach idealnie, bez uwzględnienia oporów koła wiatrowego, przy prędkości wiatru 3 m/s, koło wiatrowe powinno wykonywać 3 obroty na sekundę lub 3*60 = 180 obr./min. Ale to jest idealne. W rzeczywistości na prędkość obrotową koła wiatrowego wpływają turbulencje przepływu z poprzedniej łopaty, tarcie wytwarzane przez same łopaty, reakcja generatora w zależności od przyłożonego obciążenia elektrycznego. W rzeczywistości prędkość koła wiatrowego będzie dążyć do obliczonych wskaźników, ale w rzeczywistości okażą się znacznie niższe. Moc przepływu wiatru Kolejnym wskaźnikiem w obliczeniach koła wiatrowego jest siła przepływu wiatru przechodzącego przez obszar zamiatania koła wiatrowego. Oblicza się go dość dokładnie zgodnie z ogólnie przyjętą metodą: P \u0,5d XNUMX * Q * S * V3, gdzie P - moc (W); Q - gęstość powietrza (1,23 kg/m3); S - powierzchnia zamiatania wirnika (m:); V - prędkość wiatru (m/s). Ponieważ stuprocentowa konwersja jednego rodzaju energii na inny jest niemożliwa, zaczniemy odejmować straty. Koło wiatrowe ma określony współczynnik wykorzystania (konwersji) energii wiatru. Maksymalna wartość teoretycznego wykorzystania energii wiatru dla idealnych szybkich turbin wiatrowych z łopatkami wynosi 0,593. Dla najlepszych próbek szybkich kół wiatrowych o profilu aerodynamicznym liczba ta waha się od 0,42 do 0,46. Dla wielołopatowych turbin wiatrowych wolnoobrotowych wskaźnik ten waha się od 0,27 do 0,35 w zależności od jakości wykonania i jest oznaczony w obliczeniach symbolem Ср. Aby dopasować prędkość wolnoobrotowego koła wiatrowego i generatora, konieczne jest zastosowanie przekładni podwyższającej, a jej sprawność waha się od 0,7 do 0,9, w zależności od przełożenia i konstrukcji. Podczas zamiany energii mechanicznej na energię elektryczną ponosimy również straty. Dlatego odzwierciedlamy je w sprawności generatora Ng od 0,6 (dla generatorów autotraktorowych z uzwojeniem wzbudzenia) do 0,8 (dla generatorów ze wzbudzeniem z magnesów trwałych). P \u0,5d 3 * Q * S * VXNUMX * Cp * Ng * Nb, gdzie P - moc (W); Q - gęstość powietrza (1,23 kg/m3); S to obszar zamiatania wirnika (m2); V - prędkość wiatru, (m/s); CP - współczynnik wykorzystania energii wiatrowej (0,35 to dobry projekt); Ng - sprawność generatora (0,6 dla samochodów, 0,8 dla magnesów trwałych); Nb - sprawność przekładni podwyższającej (0,7-0,9). Zastąpmy dane 6-łopatową 3-metrową turbiną wiatrową i dowiedzmy się, jaką moc można uzyskać na turbinie wiatrowej z generatorem z magnesami trwałymi i przekładnią o współczynniku sprawności 0.9 przy średniej prędkości 5 m/s: P \u0,5d 1,23 * 3,14 * (1,5 * (1,5 * 5)) * (5 * 5 * 0,35) * 0,8 * 0,9 * 136 \uXNUMXd XNUMX watów. W takim przypadku będą obroty koła wiatrowego. W = V / L * Z * 60 = 5/9,42 * 3 * 60 = 95,5 obr./min. Pozostaje wybrać przełożenie skrzyni biegów w zależności od prędkości generatora. Autor: Jewgienij Bojko
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ przezroczyste ludzkie komórki ▪ Protokół bezprzewodowy Bolt dla klawiatur i myszy ▪ Ultrabook Lenovo Yoga 2 Pro z ekranem IPS 3200x1800
▪ sekcja serwisu Parametry, analogi, oznaczenie elementów radiowych. Wybór artykułu ▪ artykuł Rosyjska konstytucja to łapówka. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Obowiązkowe wstępne i okresowe badania lekarskie ▪ artykuł Nowoczesne wysokowydajne diody LED. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki ▪ artykuł Niezniszczalny pierścień linowy. Sekret ostrości
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony