La calcularea lamei,
determină lățimea coardei și unghiul de instalare a lamei β în mai multe secțiuni de-a lungul lungimii lamei.
În fiecare secțiune, este necesar să se determine forma lamei pentru a obține o forță mai bună (ridicare) din fiecare porțiune a vântului cu care va rezista această secțiune.
Procesul de calcul al celei mai bune sarcini și cel mai bun profil, cunoscut sub numele de metoda elementului finit. consideră lama ca o colecție de elemente individuale.
blade Elekent la o distanță r de centrul de lucru într-un inel îngust al întregii zone a măturat și produce lucru mecanic pentru a încetini porțiunea sa exterioară cu eficiență maximă, în conformitate cu criteriul Betz.
Zona de inel măturat de vânt
Viteza sa circumferențială va fi (r / R) ZV, unde Z este viteza aleasă de noi
Viteza fluxului. care lobul "simte", vom numi vântul adevărat. Este determinată de viteza (magnitudinea și direcția) întâlnirii lamei cu moleculele de aer.
viteza de rotație a lamei trebuie să fie adăugate la viteza vântului, rampa de viteză pentru a primi fluxul, adevăratul vânt creează ridica silu.Okruzhnaya cauze de viteză forță care acționează asupra lamei în planul de rotație.
Forța capului este îndreptată împotriva mișcării lamei.
Forța de ridicare ajută la deplasarea lamei.
Ambele forțe acționează asupra lamei și, în felul lor, încetinesc vântul
în cazul în care:
ρ - densitatea aerului de 1,29 kg / m3 la 0 ° C la nivelul mării.
S este zona lamei m 2,
V este viteza de curgere a fluxului m / s.
Forța de forță și forța de tracțiune depind de factorii de ridicare de la y și de coeficientul de rezistență c x. care, la rândul lor, depind de unghiul α aplicat în lamă și de unghiul de atac. sub care fluxul atinge lama.
Suntem mai obișnuiți cu diagramele forțelor aeriene care sunt peste tot.
Linia coardă este cea mai lungă linie din secțiunea transversală a profilului, care conectează șoseaua și marginea posterioară.
Unghiul de atac α este unghiul dintre vectorul care influențează fluxul și coarda lamei.
Nu puteți calcula factorii de ridicare și trageți. Acestea sunt măsurate experimental în tuneluri eoliene și înregistrate în atlase de profile.
Iată un grafic tipic al factorului de ridicare cu y. în funcție de unghiul de atac.
Pe măsură ce unghiul de atac crește, forța de ridicare crește, de asemenea, până când ajunge în punctul unde fluxul este blocat.
Debitul de aer este detașat de suprafața profilului din partea din spate a aripii.
Forța de forță scade, iar forța de tracțiune crește rapid.
Cele mai multe corpuri plane vor da un tip similar de graf cu y (α). Dar profilele curbate vor da un raport mai mare cu y / c x.
La proiectarea rotorului unei turbine cu aer, unghiul α va depinde de unghiul real al vântului ψ, și, în consecință, de unghiul de instalare a lamei β.
Astfel, cu o schimbare în α, controlăm ridicarea și forța rezistenței frontale a lamei.
Trebuie să optimizăm ascensorul, dar lama nu va funcționa bine decât dacă forța de tracțiune este redusă la minimum.
Pentru fiecare profil, este necesar să se determine unghiul de atac pentru care raportul Cy / Cx, numit calitatea aerodinamică în aerodinamică, este cel mai ridicat.
Găsirea valorile exacte ale unghiul optim a poate fi proces confuz, pentru că forța de ridicare și forța de tragere depinde de secțiunea și numărul Reynolds (care depinde la rândul său, de dimensiunea lama coardă și viteză).
NUMĂRUL REINOLDS = 68 500 x LUNGIMEA CORDULUI (m) x VITEZA TRECUTĂ (m / s)
Dacă b = 0,07 m și Z = 5 și V = 5 m / s, atunci viteza adevărată este de 25 m / s și Re = 120 000
În stânga sunt două profiluri de profil NACA 4412 luate pentru diferite numere Reynolds.
Graficul din stânga prezintă dependența Cy (α).
Graficul grafic arată dependența Cy (Cx).
Tangenta pantei drepte trase prin origine este egală cu calitatea aerodinamică (raportul Cy / Cx).
Dacă tragem o tangentă la o curbă corespunzătoare unui număr de Reynolds, atunci această tangentă va arăta calitatea aerodinamică maximă posibilă pentru un Re dat.
Pentru NACA 4412, acest punct de atingere corespunde cu Cy aproximativ egal cu 1 și α egal cu 6.
Rețineți că numerele de scăzute Re duce la valori mici ale Cy și de calitate aerodinamică scăzută, care explică probleme la elice cu lobi înguste, cu vânturi slabe.
Există și alte profiluri (ClarkY și K2) care funcționează mai bine la numerele reduse Reynolds.
Practic toate profilele au cea mai bună calitate aerodinamică cu un unghi de atac egal cu 5 grade. Dacă caracteristicile profilului sunt necunoscute, putem presupune că unghiul de instalare poate fi calculat ca
β = ψ-5
După ce ați terminat calculul β, trebuie să calculați lățimea lamei. Vom argumenta astfel:
Fiecare element al lamei interacționează cu un anumit inel de vânt.
Deoarece raza centrului devine mai mică, zona inelului devine mai mică. Prin urmare, părțile exterioare ale lamei produc mai multă energie. Părțile centrale ale lamei sunt mai puțin importante și au o formă diferită de părțile finale ale lamei.
Viteza vântului după roata vântului este încetinită la 1/3 față de cea originală. Această decelerare rezultă din impactul forței axiale, care este strâns legată de forța de ridicare.
2. Alegeți viteza lui Z. Sunteți liber să urmați calea încercării și a erorii. Vă sugerez să alegeți viteza între 5 și 8.
Viteza determină viteza moară de vânt. REVOLUȚII = 60 ZV / πD rpm
3. Noi decidem câte lame vor fi pe moară de vânt. i = 3 este cea mai bună opțiune.
Sau încercați să calculați i = 80 / Z 2
4. Lățimea coardei la capătul lamei va fi: b = 4 D / Z 2 i
De exemplu, în cazul în care D = 2m, Z = 7 și i = 2, atunci b = 4x2 / 49h2 = 0,08 m (sau 8 cm). Porțiunea de capăt este cel mai important, dar in interior ar trebui să fie mai mare pentru a crea un cuplu de pornire mare.
5. Pentru a găsi unghiul cel mai bun al lamei, utilizați acest grafic.
ACEASTA ESTE UNGHIUL IDEAL PENTRU UN PUNCT A, LYING INAPOI LA SFÂRȘITUL PIERDERILOR
În practică, multe mori de vânt sunt construite folosind lame non-răsucite de lățime constantă de-a lungul razei și un unghi constant de instalare. CUM Surprinzător, această simplificare are un efect redus asupra eficienței turbinelor eoliene
Cu toate acestea, există motive oneste PENTRU O BLADE și reducerea treptată a face lame învolburat:
2. STUPIC MASIV ȘI STRONG
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: