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".

Еще статьи

Расходы госбюджета Беларусь
Здоровье или болезненность государственного бюджета ощущает на себе каждый из нас: по тому, какую и насколько регулярно он получает заработную плату; по уровню развития образования, культуры, охраны правопорядка и многих других сфер, напрямую питаемых из государственной казны. В Росс ...