Rüzgar çarkının hesaplanması. Şema, açıklama

Ücretsiz teknik kütüphane

RADYO ELEKTRONİK VE ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİ ANSİKLOPEDİSİ
Ücretsiz kütüphane / Radyo-elektronik ve elektrikli cihazların şemaları

Rüzgar türbini hesabı. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

Ücretsiz teknik kütüphane

Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi / Alternatif enerji kaynakları

makale yorumları

Rüzgar türbininin ana kısmı rüzgar çarkıdır. Bu sayede rüzgarın kinetik enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülür.

Rüzgar çarklarının yatay ve dikey dönme eksenine sahip olarak iki gruba ayrıldığını hatırlatalım. Yatay dönme eksenine sahip bir rüzgar çarkını ele alacağız. Dönme düzlemine belirli bir açıyla monte edilmiş bir veya daha fazla bıçağa sahip olabilir.

Rüzgar çarkı yüksek hızlı veya düşük hızlı olabilir. Kanat çapına ve sayısına bağlı olarak rüzgar çarkının aynı rüzgar hızında hızı farklı olacaktır. Bu göstergeye rüzgar çarkının hızı denir ve kanadın ucunun çevresel hızının rüzgar hızına oranıyla belirlenir:

Z = L*W/60/V,

burada: W - rüzgar çarkının dönüş hızı (rpm); V - rüzgar hızı (m/s); L - çevre (m).

Ancak başlangıçta rüzgar çarkının tasarımına bağlı olan dönüş hızını bilmiyoruz. Hava kanatlardan geçtiğinde, rüzgar çarkının dönüşünü yavaşlatan "karışık" bir iz kalır. Bu nedenle ne kadar çok bıçak olursa, hız da o kadar az olur. Rüzgar çarkının hızını kabaca hesaplamak için hızı (Z) esas alıyoruz. farklı sayıda kanatlara sahip rüzgar çarkları için pratik olarak oluşturulmuştur:

1 - kanatlı rüzgar çarkı Z = 9,0;
2 - kanatlı rüzgar çarkı Z = 7,0;
3 - kanatlı rüzgar çarkı Z = 5,0;
6 kanatlı rüzgar çarkı Z = 3,0;
12 kanatlı rüzgar çarkı Z = 1,2.

Aşağıdaki formülü kullanarak rüzgar çarkının hızını hesaplıyoruz:

W = V / L * Z * 60.

Tüm yapının performansı ve kurulumun güvenli çalışması rüzgar çarkının tasarımına bağlıdır.

Çok bıçaklı tasarımlar düşük hızlıdır ve bu nedenle merkezkaç ve jiroskopik kuvvetler, yüksek hızlı olanlardan önemli ölçüde daha azdır. Amatör koşullarda rüzgar çarkı üretme teknolojilerinin arzulanan çok şey bıraktığı göz önüne alındığında, en az beş kanat sayısına sahip çok kanatlı rüzgar çarkları tavsiye edilir - bu tür tasarımlar dengeleme hataları açısından o kadar kritik değildir, aerodinamik açısından talepkar değildir Bıçak profilinin tasarımı ve içbükey bıçaklar başarıyla kullanılabilir.

Bıçakların montajı

Bir kontrplak levhayı gelen hava akışına açılı olarak yerleştirirseniz, aynı hava hızında maksimum kaldırma kuvveti 45°'lik kurulum açısında olacaktır. Açı azaldıkça veya arttıkça kaldırma kuvveti de azalacak ve akışa karşı direnç de buna bağlı olarak azalacak veya artacaktır. Bu nedenle başlangıç noktası olarak 45°'lik açıyı alalım. Ancak bir rüzgar çarkının rüzgar enerjisini mümkün olduğu kadar verimli kullanması ve frenleme bölgelerine sahip olmaması için tekerleğin kavisli bir şekle sahip olması gerekir: kanat elemanı dönme ekseninden ne kadar uzaktaysa montaj açısı o kadar küçük olmalıdır

Vida aralığı

Bıçağı hesaplamak için göstergelerden biri pervanenin eğimidir - bu hava kütlesini çapı 2R'ye eşit bir somun şeklinde hayal ederseniz, hava kütlesinin bir devirde hareket edeceği mesafe ve ipliğin açısı, alınan bölümün kirişi ile pervanenin dönme düzlemi arasındaki açıya eşittir. Pervane eğimi aşağıdaki formülle belirlenir:

H = 2πR*tgα,

burada: H = seçilen bölümün adımı (m); R = kesit yarıçapı (m); α = kesit montaj açısı (derece).

Rüzgar çarkı kanatlarının enine kesitinin montaj açısı dönüştürülmüş formülle belirlenecektir:

α (kurulum açısı) = Arctg (H/2πR).

Bıçak bükümünü hesaplama örneği

Kanat aralığı = 1 metre, rüzgar çarkı çapı = 3 metre.

Bu ayarlarla ideal olarak rüzgar çarkının direncini hesaba katmadan, 3 m/s rüzgar hızında rüzgar çarkının saniyede 3 devir veya 3 * 60 = 180 rpm yapması gerekir.

Ama bu idealdir. Aslında rüzgar çarkının dönüş hızı, önceki kanattan gelen akışın türbülansından, kanatların yarattığı sürtünmeden ve uygulanan elektrik yüküne bağlı olarak jeneratörün tepkisinden etkilenir. Ve gerçekte, rüzgar çarkının hızı hesaplanan değerlere yönelecektir, ancak gerçekte önemli ölçüde daha düşük olacaktır.

Rüzgar akış gücü

Rüzgar çarkını hesaplarken bir sonraki gösterge, rüzgar çarkının süpürme alanından geçen rüzgar akışının gücüdür. Genel kabul görmüş yöntem kullanılarak oldukça doğru bir şekilde hesaplanır:

P = 0,5 * Ç * S * V³,

burada P güçtür (W); Q - hava yoğunluğu (1,23 kg/m3); S - rotor süpürme alanı (m:); V - rüzgar hızı (m/s).

Bir enerji türünü tamamen diğerine dönüştürmek imkansız olduğundan kayıpları çıkarmaya başlayacağız. Bir rüzgar çarkının rüzgar enerjisinin belirli bir kullanım (dönüştürme) katsayısı vardır. İdeal yüksek hızlı kanatlı rüzgar çarkları için rüzgar enerjisinin teorik kullanımının maksimum değeri 0,593'tür. Aerodinamik profile sahip yüksek hızlı rüzgar çarklarının en iyi örnekleri için bu rakam 0,42 ile 0,46 arasında değişmektedir. Çok kanatlı düşük hızlı rüzgar çarkları için bu gösterge, işçiliğin kalitesine bağlı olarak 0,27 ila 0,35 arasında değişir ve hesaplamalarda Av sembolüyle gösterilir. Düşük hızlı bir rüzgar çarkının ve bir jeneratörün hızını eşleştirmek için, yükseltici bir dişli kutusunun kullanılması gerekir ve dişli oranına ve tasarıma bağlı olarak verimliliği 0,7 ile 0,9 arasında değişir.

Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine çevirdiğimizde kayıplara da uğrarız. Bu nedenle, bunları 0,6'dan (uyarı sargılı otomobil ve traktör jeneratörleri için) 0,8'e (sabit mıknatıslardan uyarımlı jeneratörler için) Ng jeneratör verimliliğine yansıtıyoruz.

P = 0,5 * Q * S * V3 * Çar * Ng * Nb,

burada P güçtür (W); Q - hava yoğunluğu (1,23 kg/m3); S - rotor süpürme alanı (m2); V - rüzgar hızı, (m/s); CP - rüzgar enerjisi kullanım katsayısı (0,35 iyi bir tasarımdır); Ng - jeneratör verimliliği (otomotiv 0,6, kalıcı mıknatıs 0,8); Nb - takviye dişli kutusunun verimliliği (0,7-0,9).

Verileri 6 kanatlı 3 metrelik rüzgar çarkının yerine koyalım ve sabit mıknatıslı jeneratör ve dişli kutusu bulunan, verimi = 0.9 olan bir rüzgar türbininden ortalama 5 m/s hızda ne kadar güç elde edilebileceğini bulalım:

P = 0,5 * 1,23 * (3,14 * (1,5 * 1,5)) * ( 5 * 5 * 5) * 0,35 * 0,8 * 0,9 = 136 W.

Bu durumda rüzgar çarkının hızı olacaktır.

W = V / L * Z * 60 = 5 / 9,42 * 3 * 60 = 95,5 dev / dak.

Jeneratörün hızına bağlı olarak dişli oranını seçmek kalır.

Yazar: Evgeniy Boyko

Diğer makalelere bakın bölüm Alternatif enerji kaynakları.

Oku ve yaz yararlı bu makaleye yapılan yorumlar.

<< Geri

En son bilim ve teknoloji haberleri, yeni elektronikler:

Optik Sinyalleri Kontrol Etmenin ve Yönetmenin Yeni Bir Yolu 05.05.2024

Modern bilim ve teknoloji dünyası hızla gelişiyor ve her gün bize çeşitli alanlarda yeni ufuklar açan yeni yöntem ve teknolojiler ortaya çıkıyor. Bu tür yeniliklerden biri, Alman bilim adamlarının, fotonik alanında önemli ilerlemelere yol açabilecek optik sinyalleri kontrol etmenin yeni bir yolunu geliştirmesidir. Son araştırmalar, Alman bilim adamlarının erimiş silika dalga kılavuzunun içinde ayarlanabilir bir dalga plakası oluşturmasına olanak sağladı. Sıvı kristal katmanın kullanımına dayanan bu yöntem, bir dalga kılavuzundan geçen ışığın polarizasyonunu etkili bir şekilde değiştirmeye olanak tanır. Bu teknolojik atılım, büyük hacimli verileri işleyebilen kompakt ve verimli fotonik cihazların geliştirilmesi için yeni umutlar açıyor. Yeni yöntemle sağlanan elektro-optik polarizasyon kontrolü, yeni bir entegre fotonik cihaz sınıfının temelini oluşturabilir. Bu, büyük fırsatların önünü açıyor ... >>

Primium Seneca klavye 05.05.2024

Klavyeler günlük bilgisayar işlerimizin ayrılmaz bir parçasıdır. Ancak kullanıcıların karşılaştığı temel sorunlardan biri, özellikle premium modellerde gürültüdür. Ancak Norbauer & Co'nun yeni Seneca klavyesiyle bu durum değişebilir. Seneca sadece bir klavye değil, ideal cihazı yaratmak için beş yıllık geliştirme çalışmasının sonucudur. Bu klavyenin akustik özelliklerinden mekanik özelliklerine kadar her yönü dikkatle düşünülmüş ve dengelenmiştir. Seneca'nın en önemli özelliklerinden biri, birçok klavyede yaygın olan gürültü sorununu çözen sessiz dengeleyicileridir. Ayrıca klavye çeşitli tuş genişliklerini destekleyerek her kullanıcı için kolaylık sağlar. Seneca henüz satışa sunulmasa da yaz sonunda piyasaya sürülmesi planlanıyor. Norbauer & Co'nun Seneca'sı klavye tasarımında yeni standartları temsil ediyor. O ... >>

Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi açıldı 04.05.2024

Uzayı ve onun gizemlerini keşfetmek, dünyanın her yerindeki gökbilimcilerin dikkatini çeken bir görevdir. Şehrin ışık kirliliğinden uzak, yüksek dağların temiz havasında yıldızlar ve gezegenler sırlarını daha net bir şekilde açığa çıkarıyor. Dünyanın en yüksek astronomi gözlemevi olan Tokyo Üniversitesi Atacama Gözlemevi'nin açılışıyla astronomi tarihinde yeni bir sayfa açılıyor. Deniz seviyesinden 5640 metre yükseklikte bulunan Atacama Gözlemevi, uzay araştırmalarında gökbilimcilere yeni fırsatlar sunuyor. Bu site, yer tabanlı bir teleskop için en yüksek konum haline geldi ve araştırmacılara Evrendeki kızılötesi dalgaları incelemek için benzersiz bir araç sağladı. Yüksek rakımlı konum daha açık gökyüzü ve atmosferden daha az müdahale sağlasa da, yüksek bir dağa gözlemevi inşa etmek çok büyük zorluklar ve zorluklar doğurur. Ancak zorluklara rağmen yeni gözlemevi gökbilimcilere geniş araştırma olanakları sunuyor. ... >>

Arşivden rastgele haberler

BMW'den elektrikli otomobil 14.08.2013

Alman otomobil üreticisi BMW Pazartesi günü, Londra, New York ve Pekin'de "i" alt markası - BMW i3 - altında hibrit tahrikli ve elektrikli motorlu yeni bir çevre dostu otomobil yelpazesinin ilk modelini tanıttı. Yeni kentsel hatchback, şarj olmadan 130-160 km mesafe kat edebiliyor.

İstenirse, alıcı aküyü şarj etmek için elektrikli arabasını ek bir benzinli motorla güçlendirebilir ve bu da kendisine bir seferde 300 kilometreye kadar yol kat etme fırsatı verir. Yeni BMWi3 bu yıl Kasım ayında satışa çıkacak.

Hem ABD'de hem de Avrupa'da elektrikli araçlar vergi indirimlerinden yararlanıyor ve bakımı nispeten ucuz. Bu nedenle BMW, dpa haber ajansına göre, önümüzdeki yıllarda yollardaki elektrikli araçlarda meteorik bir artış bekliyor.

BMW satış başkanı Ian Robertson resmi sunumda "Bu kısa vadeli bir plan değil" dedi.

Şimdiye kadar, elektrikli araçlar Almanya'da diğer birçok ülkeye göre daha az popüler. Otomotiv Araştırmaları Merkezi CAR tarafından yayınlanan bir rapora göre, 2013'ün ilk yarısında ABD'de Almanya'dakinden 35 kat daha fazla elektrikli araç satıldı, ancak Amerikan otomobil pazarı Almanya'dakinden sadece 5 kat daha büyük. Duisburg-Essen Üniversitesi, 29 Temmuz'da yayınlandı.

Şu anda elektrikli araçlara olan talep artıyor. Uzmanlar, 2010'da dünya çapında sadece 7 bin satılsaydı, bu yıl satış hacminin 150-160 bine ulaşabileceğini tahmin ediyor.

Daha önce, Alman makamları 2020 yılına kadar ülkenin yollarında en az 1 milyon elektrikli aracın sürmesi gerektiğini belirten bir hedef açıkladı.

Diğer ilginç haberler:

▪ Otomatik odaklamalı prototip akıllı gözlükler

▪ Küresel ısınma yağış döngüsünü hızlandırıyor

▪ Anakart MSI 990FXA Oyun

▪ Hibrit mobil bilgisayarlar için Intel Core M işlemciler

▪ Yenilikçi İris Tanımlama Tarayıcısı

Bilim ve teknolojinin haber akışı, yeni elektronik

Ücretsiz Teknik Kitaplığın ilginç malzemeleri:

▪ Sitenin İş Güvenliği bölümü. Makale seçimi

▪ Jiddu Krishnamurti'nin makalesi. Ünlü aforizmalar

▪ makale Süt neyden yapılır? ayrıntılı cevap

▪ Makale Baş Mühendisi. İş tanımı

▪ makale Voltmetrenin giriş direncini 1 GΩ'a yükseltme. Radyo elektroniği ve elektrik mühendisliği ansiklopedisi

▪ makale Bir bardak suyun kaybolması. Odak Sırrı

Bu makaleye yorumunuzu bırakın:

Bu sayfanın tüm dilleri

Ana sayfa | Kütüphane | Makaleler | Site haritası | Site incelemeleri