Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Мощность горизонтально-осевого пропеллерного ветродвигателя, использующего подъемную силу



Мощность, развиваемая ветродвигателем, зависит от скорости ветра, мощности ветрового потока, типа ветродвигателя и его аэродинамической характеристики. Наиболее полно ветровой поток используется горизонтально-осевым пропеллерным (рипеллерным) двигателем, для которого вся ометаемая ветроколесом площадь потока, является активной.

Мощность ветрового потока, проходящего через некоторое сечение S равна его кинетической энергии в единицу времени

где: S – площадь, ометаемая ветроколесом, м²,

ρ – плотность воздуха, 1,3 кг/м,

m- масса воздуха, проходящая через сечение ветроколеса в секунду.

При набегании потока на ветроколесо поток отдает колесу часть своей энергии, расширяется. Скорость потока уменьшается от величины V перед ветроколесом до величины V1 на самом колесе и до величины V2 за колесом, рис.1.1.8.

Сила, действующая на ветроколесо и приводящая его во вращение, равна изменению количества движения при прохождении ветроколеса потоком

 

Рис.1.1.6. К расчету мощности горизонтально-осевого пропеллерного ветродвигателя.

 

Мощность, развиваемая ветроколесом:

Полагая скорость ветра на ветроколесе равной среднеарифметическому значению скоростей ветра в сечениях, расположенных перед ветроколесом и за ним

,

а коэффициент торможения потока при прохождении им ветроколеса

,

соотношение скоростей ветра в сечениях составит

Искомое выражение мощности, развиваемой ветроколесом

 

где - коэффициент использования ветродвигателем мощности потока, или просто коэффициент мощности ветродвигателя.

Для горизонтально-осевых ветродвигателей, использующих подъемную силу, коэффициент мощности имеет наибольшее значение =0,59 при =1/3 . Практически достижимые значения коэффициента ≈0,3÷0,4.

Вращающий момент, развиваемый ветроколесом, пропорционален его мощности и обратно пропорционален частоте вращения

,

где: - быстроходность ветроколеса – отношение окружной скорости на конце лопасти ветроколеса к скорости ветра V;



R – радиус ветроколеса;

- угловая частота вращения ветроколеса;

– коэффициент вращающего момента.

Оптимальная быстроходность ветроколеса– это такая быстроходность, при которой оно вращается не слишком быстро, чтобы лопасти не двигались в турбулизированном предыдущей лопастью потоке и не слишком медленно, чтобы часть потока не проходила через сечение ветроколеса без взаимодействия с его лопастями:

,

где: N – число лопастей ветроколеса.

Сила лобового давления на ветроколесо:

,

где: - коэффициент лобового давления

 

Мощность ветродвигателя, использующего силу сопротивления.Ветровой поток воздействует одновременно на две лопасти. Одна из них оказывает большое сопротивление потоку и является рабочей и вращает ветроколесо, другая обтекаемая тоже оказывает сопротивление потоку, но действует навстречу направлению вращения, рис.1.1.9.

Рис.1.1.7. К расчету коэффициента мощности вертикально – осевого ветродвигателя

Развиваемая ветроколесом мощность с учетом того, что рабочая поверхность ветроколеса равна половине ометаемой площади

где -коэффициент использования мощности потока

.

Его максимальное значение соответствует a=1/3 и . Оно равно 0,22 по сравнению с максимальным значением этого коэффициента для горизонтально-осевого пропеллерного ветродвигателя, которое составляет 0,59. Некоторое повышение возможно путем увеличения заполнения площади ветроколеса, применением направляющих аппаратов или одновременным применением силы сопротивления и подъёмной силы.



 

 


Просмотров 1511

Эта страница нарушает авторские права





allrefrs.ru - 2022 год. Все права принадлежат их авторам!