1.Визначення параметрів ротора вітроенергетичної установки.
Дано: потужність вітроустановки Рн = 3 кВт; середньорічна швидкість вітру vс.р.= 4,2 м/с; температура навколишнього середовища t0c = (–15…+25)0С; тиск В = 720…760 мм рт. ст.
Розрахунок номінальної швидкості вітру:
для швидкохідних роторів:
vн=1,5 vс.р.= 6,3 м/с;
для тихохідних роторів:
vн=1,25 vс.р.= 5,3 м/с.
Діаметр ротора вітроенергетичної установки:
для швидкохідних роторів:
м
(
9 м);
для тихохідних роторів:
м
(
12 м);
Зміна потужності при зміні температури та тиску:
t=
-150C
B=720 мм рт.ст.
кВт
(D=9,4м)
B=760
мм рт.ст.
кВт
(D=9,7м)
t=
250C
B=720 мм рт.ст.
кВт
(D=11,3м)
B=760
мм рт.ст.
кВт
(D=11,6м)
2. Розрахунок параметрів лопаті вітроенергетичної установки.
Дано: потужність вітроустановки Рн = 3 кВт; модуль (швидкохідність) тихохідної установки Zт =0,9; модуль (швидкохідність) швидкохідної установки Zш =5,5; кількість лопатей тихохідної установки пт = 18; кількість лопатей швидкохідної установки пш = 3, середньорічна швидкість вітру vс.р.= 4,2 м/с.
Визначення “робочого” діаметра ротора:
площа обмаху ротора:
а) тихохідного
,
так як внутрішня частина ротора приблизно на 1/3 радіуса не використовується, то “робоча” площа складе:
;
Тоді “робочий” діаметр буде становити 12,4 м.
б) швидкохідного
D’=9,6 м.
2. Визначення швидкості на кінцях лопатей:
|
тихохідний |
швидкохідний |
– швидкість вітру, що протікає через ротор v’=2 vн /3, м/с – кругова швидкість u = vн z м/с – кут між вектором результуючої швидкості та направленням вісі ()
– результуюча швидкість
|
3,5
4,725
53028’
|
4,2
34,65
8305’
|
,
м/с
3. Визначення дійсного діаметру:
|
тихохідний |
швидкохідний |
– відстань між лопатями
– ширина повітряної полоси між лопатями b= a cos, м – дійсний діаметр D = D’+0,44b,м – довжина кола D, м – кутова швидкість = 2u/D, 1/с – число обертів
|
2,16 0,5943=1,28
12,4 + 0,441,28=12,96
40,69
2 4,725/40,69=0,23
0,23 60/6,28=2,2 |
10,05 0,11=1,11
9,6 + 0,44 1,11=10,09
31,68
2 34,65/31,68=2,19
2,19 60/6,28=20,9 |
,
м
,
об/хв.
4. Визначення ширини та кута установки лопаті на 2/3 радіуса ротора
|
тихохідний |
швидкохідний |
– довжина кола на 2/3 радіуса, м – число модулів на 2/3 радіуса
– коефіцієнт підйомної сили са (за полярами Лілієнталя) – доцільна ширина крила
– – кут установки лопаті |
(2/3) 40,69=27,13
(2/3) 0,9=0,6
30
0,8
450 |
(2/3) 31,68=21,12
(2/3) 5,5=3,7
1030’
0,7
810 17 |
,м
5. Визначення ширини та кута установки лопаті на зовнішнім кінці:
|
тихохідний |
швидкохідний |
– довжина кола, що описує зовнішній кінець, м – число модулів
– кут атаки (приймаємо) – коефіцієнт підйомної сили Са – доцільна ширина крила
– кут установки лопаті |
40,69 0,9
20
0,7
arctg(1,50,9)=53028’
55028 |
31,68 5,5
1,50
0,7
arctg(1,55,5)=8305’
84035 |
6. Визначення ширини та кута установки лопаті на внутрішньому кінці лопаті (1/3 радіуса):
|
тихохідний |
швидкохідний |
– довжина кола на 1/3 радіуса, м – число модулів на 1/3 радіуса – кут атаки (приймаємо) – коефіцієнт підйомної сили Са – доцільна ширина крила
– – кут установки лопаті |
(1/3) 40,69=13,56
(1/3) 0,9 = 0,3
60
1,0
30012 |
(1/3) 34,3=11,43
(1/3) 5,5 = 1,8
1,50
0,9
71020 |
7. Визначення зворотних коефіцієнтів якості лопаті на 2/3 радіуса:
|
тихохідний |
швидкохідний |
– кут атаки – коефіцієнт підйомної сили Са – коефіцієнт опору С – зворотний коефіцієнт якості крила = С/ Са |
30
0,8 0,022
0,028 |
1030
0,7 0,01
0,014 |
8. Визначення зворотних коефіцієнтів якості на зовнішній частині лопаті:
|
тихохідний |
швидкохідний |
– кут атаки – коефіцієнт підйомної сили Са – коефіцієнт опору С – зворотний коефіцієнт якості крила = С/ Са |
20
0,7 0,019
0,027 |
1030
0,7 0,01
0,014 |
9. Визначення зворотних коефіцієнтів якості на внутрішній частині лопаті:
|
тихохідний |
швидкохідний |
– кут атаки – коефіцієнт підйомної сили Са – коефіцієнт опору С – зворотний коефіцієнт якості крила = С/ Са |
60
1,0 0,039
0,039 |
1030
0,7 0,01
0,014 |