3. Расчет размерных параметров ветроколеса.
3.1. Исходные данные расчета размерных параметров.
Исходными данными для расчета размерных параметров являются:
- номинальная мощность – N = 4000 Вт
- КПД электрический
- КПД механический
- плотность воздуха
кг/м3
- среднегодовая
скорость ветра
м/с
- скорость ветра при
порыве
м/с
- заданный коэффициент
быстроходности в рабочей точке
- а также полученный
в разделе 1.9. коэффициент
в
рабочей точке
1
Схематическое изображение линейчатой лопасти
3.2. Размерные параметры ветроколеса.
Поскольку
,
то есть
,
то вычисляем:
Наружный диаметр ветроколеса:
Радиус ветроколеса:
Внутренний диаметр ветроколеса
Радиус расположения сечения лопасти
Относительный шаг между сечениями
Расстояние между сечениями лопасти (шаг)
Хорда сечения
Найденные и
предоставленные в таблице 2.2. значения
должны
быть скорректированы. В связи с тем, что
полученная величина
очень
велика, а общепринятым значением является
получим
значения
для
всех промежуточных сечений, считая как
и раньше
меняется
по линейному закону от
.
Безразмерные величины хорды в зависимости от номера сечения лопасти даны в таблицах
-
Номер
сечения
1 (корень)
2
3 (середина)
4
5 (периферия)
0,22
0,18
0,14
0,11
0,07
Размерная хорда при
-
Номер
сечения
1 (корень)
2
3 (середина)
4
5 (периферия)
629,716
519,823
412,930
306,037
199,144
Толщина профиля
Толщина профиля
k-го
сечения
.
Для
определенного
при
и
для
пяти сечений результат в таблице.
Относительная толщина построения по корневому и периферийному сечениям
-
Номер
сечения
1 (корень)
2
3 (середина)
4
5 (периферия)
0,2
0,190
0,176
0,151
0,1
Уточнение относительной толщины профиля
,
Тогда для остальных сечений
Относительная
толщина, построенная по среднему и
периферийному сечениям и вспомогательный
множитель 
-
Номер
сечения
1 (корень)
2
3 (середина)
4
5 (периферия)
-1
-0,5
0
0,5
1
0,179
0,171
0,160
0,140
0,100
Из таблицы видно,
что величина
задана
в среднем сечении, что обеспечивает
профиль 16% толщины в этом сечении.
Размерные величины представлены в таблице:
-
Номер
сечения
1 (корень)
2
3 (середина)
4
5 (периферия)
112,2232356
89,14603
66,068821
42,99161
19,91441
Из таблицы видно, что размерные величины толщин профилей, в отличие от безразмерных в долях хорды, ведут себя как линейная функция по длине лопасти.
Координаты профилей.
Для профиля типа «эсперо» координаты верхней и нижней дуг приведены в таблице:
-
Номер точки
1
0
41,7
41,7
2
5,162
53,8
27,9
3
1
60,6
22,9
4
5
69,4
16,6
5
10
82,2
11,1
6
20
96
5,5
7
30
100,6
2,3
8
35,2
100,533
1,133
9
40
100
0
10
50
94,5
0
11
60
83,2
0
12
70
69,4
0
13
80
51
0
14
90
30,7
0
15
97,5
11,6
0
16
100
2,3
0
С помощью пересчета
для размерных хорд
и
толщин
получаем
таблицы размерных координат профилей.
Для
(среднее
сечение) –
Для
(среднее
сечение) –
Координаты профиля третьего (среднего) сечения лопасти
|
Номер точки |
|
|
|
|
1 |
0,000 |
27,551 |
27,551 |
|
2 |
5,162 |
35,545 |
18,433 |
|
3 |
10,323 |
40,038 |
15,130 |
|
4 |
20,647 |
45,852 |
10,967 |
|
5 |
41,293 |
54,309 |
7,334 |
|
6 |
82,586 |
63,426 |
3,634 |
|
7 |
123,879 |
66,465 |
1,520 |
|
8 |
145,351 |
66,421 |
0,749 |
|
9 |
165,172 |
66,069 |
0,000 |
|
10 |
206,465 |
62,435 |
0,000 |
|
11 |
247,758 |
54,969 |
0,000 |
|
12 |
289,051 |
45,852 |
0,000 |
|
13 |
330,344 |
33,695 |
0,000 |
|
14 |
371,637 |
20,283 |
0,000 |
|
15 |
402,607 |
7,664 |
0,000 |
|
16 |
412,930 |
1,520 |
0,000 |
Координаты профиля пятого (периферийного) сечения лопасти
|
Номер точки |
|
|
|
|
1 |
0,000 |
8,304 |
8,304 |
|
2 |
2,489 |
10,714 |
5,556 |
|
3 |
4,979 |
12,068 |
4,560 |
|
4 |
9,957 |
13,821 |
3,306 |
|
5 |
19,914 |
16,370 |
2,210 |
|
6 |
39,829 |
19,118 |
1,095 |
|
7 |
59,743 |
20,034 |
0,458 |
|
8 |
70,099 |
20,021 |
0,226 |
|
9 |
79,658 |
19,914 |
0,000 |
|
10 |
99,572 |
18,819 |
0,000 |
|
11 |
119,486 |
16,569 |
0,000 |
|
12 |
139,401 |
13,821 |
0,000 |
|
13 |
159,315 |
10,156 |
0,000 |
|
14 |
179,230 |
6,114 |
0,000 |
|
15 |
194,165 |
2,310 |
0,000 |
|
16 |
199,144 |
0,458 |
0,000 |
Координаты центра совмещения профилей.
Для третьего среднего сечения
Аналогично для остальных сечений
Углы установки среднего и периферийного сечений
Принимаем для среднего и периферийного сечения углы установки такие же, какие были получены по классической методике.
Определяем координаты одиннадцатой и тринадцатой точек корытца профиля для среднего и периферийного сечений.
Для одиннадцатой точки корытца среднего сечения:
Для тринадцатой точки корытца среднего сечения:
Для одиннадцатой точки периферийного сечения:
Для тринадцатой точки периферийного сечения:
Для одиннадцатой точки корневого сечения:
Для тринадцатой точки корневого сечения:
Находим угол установки корневого сечения:
Для второго и четвертого сечения расчет ведется аналогично, данные запишем в таблицу.
Координаты точек корытца повернутых профилей:
-
Номер
сечения
1 (корень)
2
3 (середина)
4
5 (периферия)
Углы установки профилей:
-
Номер
сечения
1 (корень)
2
3 (середина)
4
5 (периферия)
10,954
10,261
9,207
7,413
3,692
График углов установки профилей линейчатой лопасти (от относительного расстояния сечения лопасти от корневого сечения):
