Министерство науки и образования, молодежи и спорта Украины

Национальный аэрокосмический университет

им. Н.Е.Жуковского «ХАИ»

Кафедра 402

Проектирование лопасти для ветроустановки мощностью 15 кВт

пояснительная записка к курсовому проекту

Выполнила:

студентка 441э гр.

Гонтарь М.Г.

«___»___________2011г.

Проверил:

преподаватель

Легошин Д.В.

«___»___________2011г.

Харьков 2011

Оглавление

Введение 3

Задание 4

Исходные данные 4

1. Расчет размерных параметров ветроколеса 5

2. Нагрузки, действующие на лопасть, и определение 7

соответствующих внутренних силовых факторов в поперечном 7

сечении лопасти 7

2.1Аэродинамические подъемные силы и нагрузки лобового сопротивления 7

2.2Определение аэродинамической поперечной силы Q_y и изгибающего момента M_x в координатной плоскости y-z; Q_x и M_y в координатной плоскости x-z. 9

2.3.Определение веса лопасти. 13

2.4 Определение центробежных сил инерции 16

3.Схема и определение величин и знаков ВСФ 18

4.Определение параметров напряженного состояния в опасных точках комлевого сечения лопасти при 21

5.Определение касательных напряжений от действия поперечных сил 24

Заключение 26

Список литературы 27

Приложение 28

Введение

Одним из основных элементов конструкции любой ВЭУ, в которой используется аэродинамическая подъемная сила, являются лопасти. А важным геометрическим параметром лопасти является форма ее профиля. Профиль – эта форма лопасти установки в сечении плоскостью, перпендикулярном их продольным осям.

Для обозначения геометрических характеристик профилей используют величины:

1. Хорда – это отрезок, находящийся в середине контура и соединяющий носик профиля с его хвостовой точкой, b. Хорду профиля используют как характерный линейный размер при определении аэродинамических характеристик лопасти ветряка. Технологическое понятие хорды очень удобно при изготовлении моделей лопастей.

2. Толщина профиля. Максимальное расстояние между корытцем и спинкой лопасти. Координата Сх определяет расположение места с максимальной толщиной относительно носика профиля.

3. Кривизна профиля. Максимальное отклонение средней линии от хорды назвали вогнутостью, что характеризует кривизну средней линии и обозначают буквой f.

4. Относительная толщина. Исходные таблицы профилей строят в безразмерных величинах, полученных делением всех размеров на хорду b профиля. В этом случае хорду принимают такой, которая равна единице (100 %), а все другие размеры составляют ее определенную часть. По относительной толщине аэродинамические профили делят на три класса:

- толстые - c > 18% (0,18) ;

- средние - 12% (0,12) > c > 6% (0,06) ;

- тонкие - c < 6%(0,06) .

Задание

Спроектировать лопасть ветроустановки мощностью 15 кВт, рассчитать нагрузки, действующие на лопасть.

Исходные данные

Для расчета лопасти принимаются следующие условия:

1. Средняя скорость ветра – 10 м/с;

2. Установленная мощность ВЭУ – 15 кВт;

3. Профиль лопасти – EPPLER 559 AIRFOIL (характеристики приведены в таблице 2);

4. Толщина – 15%;

5. Быстроходность - Z=6,5;

6. Коэффициент подъемной силы С_у=1,345;

7. Плотность воздуха ρ=1,23;

8. Коэффициент мощности С_р=0,45

9. Угол атака α=9,88