Характеристики ветродвигателей ветроэнергетической установки

Аэродинамические характеристики ветродвигателей.

Исследование аэродинамических качеств ротора той или иной системы делаются опытным путем или в аэродинамической трубе, или в естественных условиях на башне, оборудованной специальными измерительными приборами.

На основании экспериментальных данных строят характеристики ротора, в зависимости от быстроходности, для коэффициента использования энергии ветра, крутящего момента и лобового давления. Эти характеристики строятся в относительных (безразмерных) величинах, их называют универсальными характеристиками и они дают возможность сравнивать различные типы роторов. Универсальные характеристики являются графиками

В этих характеристиках абсциссой является быстроходность с учетом угла установки лопасти. На оси ординат откладывается коэффициент использования энергии ветра ; относительный крутящий момент ; относительный коэффициент лобового давления на лопасти . Характеристики строят для различных углов установки лопасти.

Относительное значение коэффициента использования энергии ветра определяется выражением

(3.49)

относительный крутящий момент определяется с помощью уравнения

(3.50)

и относительный коэффициент лобового давления определяется с помощью уравнения

(3.51)

где М - крутящий момент, определенный экспериментально; - Радиус ротора; - Лобовое давление, определенный экспериментально.

Вид безразмерных характеристик представлен на рис. 3.15.

Основные безразмерные характеристики ветродвигателя

Рисунок 3.15 - Основные безразмерные характеристики ветродвигателя

Основными величинами, характеризующими аэродинамические свойства ротора, являются:

- Максимальный крутящий момент, развиваемый ротор;

- Крутящий момент, что развивает ротор при нормальной его быстроходность;

- Начальный момент или момент трогания с места, когда

- Число быстроходности, при котором определяется точкой пересечения характеристики моментов с горизонтальной осью и называется синхронным модулем;

- Величина быстроходности, при которой коэффициент использования энергии ветра максимальный.

Исследования и опыт эксплуатации ВЭУ показали следующее:

1. Число лопастей ротора мало влияет на коэффициент использования энергии ветра. Так, для распашных роторов , а для шестилопастными роторов .

2. сильно отражается изменение числа лопастей на быстроходность. Например, шестилопастными ротор масс при , тогда как двухлопастный ротор имеет , то есть почти в два раза больше.

3. Число лопастей ротора сильно влияет на сдвигающего момент. Например, шестилопастными ротор при трогании имеет начальный крутящий момент , а двухлопастный - , то есть в 6,7 раза меньше.

4. Лобовой давление многолопастную ветродвигателей при трогании ротора значительно выше, чем при работе; в быстроходных двигателей наоборот: лобовой давление при трогании незначительный, а при работе достигает максимума и затем, с ростом числа оборотов снижается весьма незначительно.

Рабочие характеристики ветродвигателя

Основными характеристиками ветроагрегата есть момент, развиваемый им, мощность и частота вращения. Наиболее распространены мощностные характеристики типа , характеристики лобового папку , моменте характеристики .

При построении рабочих характеристик пользуются следующими формулами:

- Действующий момент на валу ротора,

(3.52)

- Мощность, развиваемая ротором,

(3.53)

- Лобовое давление на лопасти ротора

(3.54)

Значение и принимаются по обобщенным характеристикам с учетом угла установки лопасти .

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >