Меню сайта
Обоснование и расчет ветроколеса
Конструктивными параметрами ветроколеса являются число лопастей, диаметр, профиль лопасти, угол защемления.
От количества лопастей ветроколеса зависит его номинальная скорость вращения, при которой достигается максимальный к.п.д. /19,43,23/. Чем больше лопастей содержит ветроколесо, тем больше его крутящий номинальный момент, но тем меньше его же номинальная скорость вращения. Момент на валу генератора от ветроколеса определяется по формуле /21,46 /:
, (3.2.1.)
где: Мг
- момент на валу генератора от ветроколеса, Нм;
Мвт
- момент на валу ветроколеса, Нм;
nГН,nВН
- номинальные обороты генератора и ветроколеса соответственно, об/мин.
В силу того, что необходимо иметь максимальный момент на валу генератора, а не ветроколеса, то нельзя без расчетов утверждать, что ветроколесо с большим количеством лопастей, а значит и с большим крутящим моментом, будет более эффективно, так как при этом уменьшается отношение nГН/nВН.
Крутящие моменты ветроколес зависят от профиля лопасти, который выбирается исходя из назначения и мощности ветроустановки. Для В-установок малой и средней мощности, приводящих во вращение электрогенераторы, приемлем профиль "Эсперо", и имеются справочные данные об относительных моментах ветроколес с таким профилем лопастей /43/. Под относительным моментом подразумевается отношение момента ветроколеса с конкретным количеством лопастей к моменту условного ветроколеса с бесконечным количеством лопастей, при котором крутящий момент принят равным единице /43/. С учетом этого, функция оптимизации будет иметь вид:
(3.2.2.)
где: Мг,Мв - относительные моменты, о.е.
Так как момент зависит от скорости вращения ветроколеса, которая в свою очередь зависит от скорости ветра, то вводится понятие "модуль ветроколеса" /18,43/, который равен:
(3.2.3.)
где: Z
- модуль ветроколеса,о.е.;
w
- угловая скорость вращения ветроколеса, с-1;
R
- радиус ветроколеса, м;
Vв
- скорость ветра, м/с.
В таблице 3.2.2. приведены относительные моменты на валу генераторов от ветроколес, работающих в номинальных режимах.
Таблица 3.2.1.
Относительные моменты и модули ветроколес с лопастями "Эсперо".
Параметры |
Значение параметров при м | |||
2 |
3 |
4 |
6 | |
Vв, м/с |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
6,5 |
Мопт, о.е. |
0,09 |
0,12 |
0,14 |
0,19 |
Zном, о.е. |
5,0 |
4,0 |
3,5 |
2,5 |
nВН, об/мин |
310 |
250 |
220 |
155 |
Ммах, о.е. |
0,100 |
0,135 |
0,150 |
0,195 |
Zмах, о.е. |
4,40 |
3,30 |
3,00 |
2,30 |
nВ МАХ,об/мин |
275 |
200 |
185 |
140 |
|
1,11 |
1,13 |
1,07 |
1,03 |
|
1,14 |
1,21 |
1,16 |
1,09 |
Еще статьи
Принципы государственного регулирования цен
Вопрос об экономической роли государства является одним из старейших в
экономической науке. Назревший и выдвинутый ещё в начале восемнадцатого века,
затем образно сформулированный А. Смитом («государство – ночной сторож»)
принцип невмешательства государства в экономику вплоть до 30-х годо ...