חישוב טורבינת רוח. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

חישוב גלגל הרוח. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

החלק העיקרי של טורבינת רוח הוא גלגל הרוח. באמצעותו, האנרגיה הקינטית של הרוח מומרת לאנרגיה מכנית.

נזכיר לכם שגלגלי רוח מחולקים לשתי קבוצות - עם ציר סיבוב אופקי ואנכי. נשקול גלגל רוח עם ציר סיבוב אופקי. יכול להיות שיש לו להבים אחד או יותר, המותקנים בזווית מסוימת למישור הסיבוב.

גלגל הרוח יכול להיות מהיר או נמוך. בהתאם לקוטר ולמספר הלהבים, מהירות גלגל הרוח באותה מהירות רוח תהיה שונה. מחוון זה נקרא מהירות גלגל הרוח והוא נקבע על ידי היחס בין המהירות ההיקפית של קצה הלהב למהירות הרוח:

Z = L * W / 60 / V,

שבו: W - מהירות הסיבוב של גלגל הרוח (סל"ד); V - מהירות הרוח (m/s); L - היקף (מ').

אבל בתחילה איננו יודעים את מהירות הסיבוב של גלגל הרוח, התלויה בעיצובו. כאשר האוויר עובר דרך הלהבים, נשאר שובל "מופרע", שמאט את סיבוב גלגל הרוח. ולכן, ככל שיותר להבים, כך הוא הופך פחות למהירות. על מנת לחשב באופן גס את מהירות גלגל הרוח, ניקח את המהירות (Z) כבסיס. הוקם למעשה עבור גלגלי רוח עם מספר שונה של להבים:

1 - גלגל רוח להבים Z = 9,0;
2 - גלגל רוח להבים Z = 7,0;
3 - גלגל רוח להבים Z = 5,0;
גלגל רוח 6 להבים Z = 3,0;
גלגל רוח 12 להבים Z = 1,2.

באמצעות הנוסחה שלהלן, אנו מחשבים את מהירות גלגל הרוח:

W=V/L*Z*60.

הביצועים של המבנה כולו ותפעול בטוח של ההתקנה תלויים בעיצוב גלגל הרוח.

עיצובים מרובי להבים הם בעלי מהירות נמוכה, ולכן, הכוחות הצנטריפוגליים והגירוסקופיים נמוכים משמעותית מאלה של אלה במהירות גבוהה. בהתחשב בעובדה שהטכנולוגיות לייצור גלגלי רוח בתנאים חובבים משאירות הרבה מה לרצות, מומלצים גלגלי רוח מרובי להבים עם מספר להבים של לפחות חמישה - עיצובים כאלה אינם כל כך קריטיים לטעויות איזון, אינם תובעניים לאווירודינמיות עיצוב פרופיל הלהב, בלהבים קעורים יכולים לשמש בהצלחה.

התקנת להב

אם אתה מניח יריעת דיקט בזווית לזרימת האוויר המתקרבת, אז כוח ההרמה המרבי באותה מהירות אוויר יהיה בזווית התקנה של 45 מעלות. ככל שהזווית יורדת או גדלה, גם כוח ההרמה יקטן, וההתנגדות לזרימה תקטן או תגדל בהתאם. לכן, ניקח זווית של 45° כנקודת התחלה. אבל כדי שגלגל רוח ישתמש באנרגיית הרוח בצורה יעילה ככל האפשר ולא יהיו לו אזורי בלימה, הגלגל חייב להיות בעל צורה מעוקלת: ככל שאלמנט הלהב רחוק יותר מציר הסיבוב, זווית ההתקנה נדרשת קטנה יותר.

גובה בורג

אחד המדדים לחישוב הלהב הוא גובה המדחף - המרחק דרכו תנוע מסת האוויר בסיבוב אחד, אם אתה מדמיין את מסת האוויר הזו בצורת אגוז שקוטרו שווה ל-2R, וכן זווית החוט שווה לזווית בין מיתר הקטע שנלקח למישור הסיבוב של המדחף. גובה המדחף נקבע על ידי הנוסחה:

H = 2πR*tgα,

כאשר: H = גובה הקטע הנבחר (m); R = רדיוס חתך (מ); α = זווית ההתקנה של הקטע (מדרגה).

זווית ההתקנה של החתך של להבי גלגל הרוח תיקבע על ידי הנוסחה שעברה טרנספורמציה:

α (זווית התקנה) = Arctg (H/2πר).

דוגמה לחישוב טוויסט להב

גובה להב = 1 מטר, קוטר גלגל הרוח = 3 מטר.

עם הגדרות אלה, באופן אידיאלי, מבלי לקחת בחשבון את ההתנגדות של גלגל הרוח, במהירות רוח של 3 m/s, גלגל הרוח צריך לעשות 3 סיבובים לשנייה או 3 * 60 = 180 סל"ד.

אבל זה אידיאלי. למעשה, מהירות הסיבוב של גלגל הרוח מושפעת מערבולת הזרימה מהלהב הקודם, החיכוך שנוצרו מהלהבים עצמם ותגובת הגנרטור בהתאם לעומס החשמלי המופעל. ובמציאות, מהירות גלגל הרוח תטוה לערכים המחושבים, אך למעשה היא תהיה נמוכה משמעותית.

כוח זרימת רוח

האינדיקטור הבא בחישוב גלגל רוח הוא עוצמת זרימת הרוח העוברת דרך האזור הסוחף של גלגל הרוח. זה מחושב די במדויק באמצעות השיטה המקובלת:

P \u0,5d XNUMX * Q * S * V³,

כאשר P הוא הספק (W); Q - צפיפות אוויר (1,23 ק"ג/מ"ק); S - אזור טאטוא הרוטור (מ:); V - מהירות הרוח (m/s).

מכיוון שאי אפשר להמיר לחלוטין סוג אחד של אנרגיה לאחר, נתחיל להחסיר הפסדים. לגלגל רוח יש מקדם שימוש מסוים (המרה) של אנרגיית הרוח. הערך המרבי של השימוש התיאורטי באנרגיית הרוח עבור גלגלי רוח אידיאליים במהירות גבוהה הוא 0,593. עבור הדוגמאות הטובות ביותר של גלגלי רוח מהירים עם פרופיל אווירודינמי, נתון זה נע בין 0,42 ל-0,46. עבור גלגלי רוח מרובים להבים במהירות נמוכה, מחוון זה נע בין 0,27 ל-0,35 בהתאם לאיכות הביצוע והוא מסומן בחישובים בסמל Av. כדי להתאים את המהירות של גלגל רוח במהירות נמוכה וגנרטור, יש צורך להשתמש בתיבת הילוכים מדרגה והיעילות שלה נעה בין 0,7 ל-0,9 בהתאם ליחס ההילוכים והעיצוב.

על ידי המרת אנרגיה מכנית לאנרגיה חשמלית, אנו סובלים גם מהפסדים. לכן, אנו משקפים אותם ביעילות הגנרטור Ng מ-0,6 (עבור גנרטורים לרכב ולטרקטורים עם פיתול עירור) ל-0,8 (עבור גנרטורים עם עירור ממגנטים קבועים).

P \u0,5d 3 * Q * S * VXNUMX * Cp * Ng * Nb,

כאשר P הוא הספק (W); Q - צפיפות אוויר (1,23 ק"ג/מ"ק); S - שטח טאטוא הרוטור (מ"ר); V - מהירות הרוח, (m/s); CP - מקדם ניצול אנרגיית רוח (3 הוא עיצוב טוב); Ng - יעילות גנרטור (רכב 2, מגנט קבוע 0,35); Nb - יעילות תיבת הדחף (0,6-0,8).

בואו נחליף את הנתונים בגלגל רוח בעל 6 להבים באורך 3 מטרים ונגלה כמה כוח ניתן לקבל מטורבינת רוח עם מחולל מגנט קבוע ותיבת הילוכים ביעילות = 0.9 במהירות ממוצעת של 5 מ"ש:

P \u0,5d 1,23 * 3,14 * (1,5 * (1,5 * 5)) * (5 * 5 * 0,35) * 0,8 * 0,9 * 136 \uXNUMXd XNUMX וואט.

במקרה זה, המהפכות של גלגל הרוח יהיו.

W = V / L * Z * 60 = 5 / 9,42 * 3 * 60 = 95,5 סל"ד.

נותר לבחור את יחס ההילוכים בהתאם למהירות הגנרטור.

מחבר: יבגני בויקו

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

ATA6026 דרייבר מנוע משולב במיוחד 17.03.2006

ATMEL CORPORATION הודיעה על שחרורו של שבב ATA6026, נהג מנוע חשמלי משולב במיוחד.

הוא מורכב משני דרייברים: למנוע מגב הזכוכית השמאלי ולמנוע המגב הימני. המיקרו-מעגל מכיל ווסת מתח, טיימר פעיל ודורש מספר קטן של רכיבים חיצוניים. זמין באריזת QFN32 מיניאטורית.

עוד חדשות מעניינות:

▪ הו סלעים אימתניים נמחצים בשאגת הגל

▪ צמיגים עם הארכה אלקטרונית

▪ חיישן מולקולרי לסמארטפונים

▪ מיקרו-צג OLED WUXGA בצבע מלא

▪ בקר עם שבב יחיד לציוד USB Type-C

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של חומרי עזר באתר. מבחר מאמרים

▪ מאמר מחוונים של שבעה מקטעים ומטריצות. מַדרִיך

▪ מאמר האם יש אנשים רגישים במיוחד לשינויי מזג אוויר? תשובה מפורטת

▪ מאמר ניקוי מיכלי דלק. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר קולטי שמש. אספנים שפונו צינוריות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר פוטודיודות סיליקון מודרניות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר