Основната част на вятърната турбина е вятър колело. Чрез него се превръща кинетичната енергия на вятъра в механична енергия.
Витлото разделени в две групи:
1 - с хоризонтална ос на въртене;
2 - с вертикална ос на въртене.
Ние ще разгледаме вятър колелото с хоризонтална ос на въртене. Той може да има един или няколко перки са поставени под ъгъл спрямо равнината на въртене на витлото. Вятър колело може да бъде висока скорост или ниска скорост. В зависимост от диаметъра и броя на навивките, лопатките при същата скорост на вятъра ще са различни. Този индекс се нарича специфично съотношение на скоростта се определя от и витло периферната скорост на върха на острието на скоростта на вятъра.
когато:
W е честотата на въртене на витлото (об / мин).
V - скорост на вятъра (м / сек).
L - дължина на кръга (т).
Z - бързина на дизайна на вятър колело.
Но тъй като първоначално не знаем честотата на скоростта на витлото, което зависи от нейната ефективност. Когато въздухът преминава през острието е смутен следа, която инхибира въртенето на витлото. И така остриетата по бързината става по-малък. Следователно, за да се изчисли колебливо на витлото завои, вземете основа бързината (Z), създаден с практичен за windwheels с различен брой лопатки
1 лопатки вятър колело Z = 9,0
2 лопатки вятър колело Z = 7,0
3 лопатки вятър колело Z = 5,0
6 лопатки вятър колело Z = 3,0
12 лопатки вятър колело Z = 1,2
И по следната формула, изчисли RPM перка.
От изпълнението на витлото зависи от: резултатите от цялата конструкция и безопасна експлоатация.
Оборотът на витлото в зависимост от скоростта на вятъра, диаметър и специфична скорост (об / мин)
Както се вижда от таблицата multibladed строителство, ниска скорост и поради центробежните сили и жироскопите значително по-малко в сравнение с висока скорост. Като се има предвид, че производството на технологични windwheels в аматьорски условия оставят много да се желае, а не защото майсторите не са в състояние да произвеждат шедьоври, но тъй като при спазване на всички критерии в жилищно строителство данни ще бъдат злато. Предполагам, препоръчваме multibladed остриета перка с размера на не по-малко от 5. Тези проекти не са толкова критични за балансиране грешки. Те не са взискателни на аеродинамично на профила на острието, и може да се прилага успешно и вдлъбнати остриета.
Но как да се инсталира на острието? Нека да разгледаме този въпрос.
Ако например един прост лист от шперплат далеч под ъгъл към връхлитащия въздушен поток максималния лифт в една и съща настройка за скорост на въздуха ще бъде под ъгъл от 45 градуса. Чрез намаляване или увеличаване на настройката на ъгъл ще се намали и силата на повдигане и съпротивление на потока ще се увеличи или намали съответно. Ето защо ние приемаме като отправна точка - 45 градуса. Въпреки това, по-далеч от оста на въртене на лопатката се, на ъгъла по-малко физически определяне следва да се определи за този елемент. Това може да се види на фигурата. Обемът на въздух за ограничена дължина трябва да преминава през зоната на витлото.
Благодарение на ъгловата скорост, напречното сечение, по-различно радиусите на острието, която ще си отидат със същата ефективност, обемът на въздуха, и не създава спиране трябва да има различен ъгъл на настройка. Колкото от оста на въртене, ъгълът става по-малък.
Кликнете върху снимката за да я увеличите
Един от индикаторите за изчисляване на острието е стъпка на витлото. Фигурата илюстрира етапа на един от напречните сечения на острието, отдалечена от оста на винта от R. разстояние
С други думи може да се каже, че височината на напречното сечение е разстоянието, че въздушната маса се движи по време на един оборот, ако си представим масата на въздуха под формата на гайка, чийто диаметър е 2R, и ъгъла на конеца олово равен на ъгъла между хордата и взети сечение равнината на въртене на шнека. Стъпка се определя от формулата:
когато:
Н = стъпка избран участък (m.);
R = радиус на напречното сечение (т.);
а = ъгъл напречно сечение настройка (° С).
определяне ъгъл раздел роторната лопатка се определя от трансформираната формула:
(Ъгъл инсталация) а = Arctg (H / 2PR)
Изчисляване Пример за обрат на острието:
острие стъпка = 1 m
Диаметър на ротора = 3.1 метра
Изчисление на острието обрат
В тези инсталации, в идеалния случай изключва резистентност перка при скорост на вятъра от 3 м / сек вятър колело трябва да три оборота за секунда и 3 * 60 = 180 об / мин.
Но това е идеалът. В действителност, скоростта на витлото на въртене се отрази на сътресенията от предходните остриета, триенето, дължащо се на ножовете, генератор отговор в зависимост от прилаганата електрически товар. И в действителност, се превръща витлото има тенденция да бъдат изчислени показатели, но в действителност ще бъде много по-ниски.
Следващият компонент при изчисляването на витлото, е силата на потока на вятъра, минаваща през зона уби витлото на. Изчислете го достатъчно точно за общо приеман начин:
P = 0,5 * Q * S * V 3
P - мощност (W);
Q - плътност на въздуха (1.23 кг / м 3);
S - уби ротор площ (m 2);
V - скорост на вятъра (т / т);
Но тъй като сто процента превръщането на една форма на енергия към друг не е възможно, ние ще започнем да приспадне загуби. Вятър колело има определено съотношение използване (преобразуване) на енергията на вятъра. Максималната теоретична стойност на вятърна енергия в идеален високоскоростен лопатка windwheels равно на 0,593. За най-добрите примери за високоскоростни windwheels с аеродинамичен профил, цифрата е между 0.42 и 0.46. Многолистов за бавни windwheels тази цифра варира от 0,27 до 0,35 в зависимост от качеството и ефективността при изчисляването му се изразява Cp. За да отговарят на оборотите на нискоскоростни на витлото и генератор трябва да използвате една стъпка нагоре предавка и нейните граници ефективност от 0,7 до 0,9 в зависимост от скоростта на предаване и изпълнение.
Преобразуване на механичната енергия в електрическа енергия, също понесе загуби. Ето защо ние ги отрази в Ng на ефективността на генератора от 0,6 (за автомобилни генератори с възбуждане ликвидация) до 0.8 (за генератори с постоянен електромагнит).
P = 0,5 * Q * S * V * 3 Ср * Ng * Nb;
P - мощност (W);
Q - плътност на въздуха (1.23 кг / м 3);
S - уби ротор площ (m 2);
V - скорост на вятъра (т / т);
CP - използване на вятърна енергия (0.35 конструктивен добро);
Ng - генератор ефективност (0.6 коли, постоянни магнити 0.8);
Nb - повишаване на ефективността на редуктора (0.7 - 0.9).
Заместник данни за 6 остриета перка m 3, както и да знаят колко енергия е на разположение на генератора за вятърна турбина с постоянен магнит предавка и с ефективност от 0,9 при средна скорост от 5 м / сек.:
P = 0,5 * 1,23 * (3,14 * (1,5 * 1,5)) * (5 * 5 * 5) * 0,35 * 0,8 * 0,9 = 136 вата.
В този случай, скоростта на витлото ще бъде:
W = V / L * Z * 60 = 5 / 9,42 * 3 * 60 = 95,5 об / мин.
Остава да изберете предавка в зависимост от оборотите на генератора.
Изтеглете изчисляването на витлото тук: Изчисляване vetroustanovki.xls
Сложете в жълтите полета променливи, отговарящи на вашите критерии. И в първо приближение, което виждате възможния резултат. Крайната калкулация се показва с съпротивлението на вятъра колела джет под товар.