з зростаючою за величиною частиною масиву (див. Таблицю 2). Визначаємо кут атаки проміжного перетину за формулою:
(23)
Кути прітеканія перетинів лопати рівні: (24)
Знаходимо кут заклиненому (установки) перетину лопати:
? k =? k - ? k (25)
Знайдені кути представлені в таблиці 5.
Таблиця 5 - Кути атаки, прітеканія і установки профілю
? k, град. ? k? k, град. 24,2724,27-3,1218,0524,24-2,4014,2418,64-1,5811,7115,29-0,279,9310,201,308,617,303,037,594,564,886,791,916,816,14-0,677,795,60-2,19
1.3 Розрахунок розмірних параметрів вітроколеса
Визначаємо зовнішній діаметр:
, (26)
де Р - потужність ВЕУ, Вт;
З р - коефіцієнт потужності, С р=0,45;
? - щільність повітря,? =1.23 кг/м 3;
- робоча швидкість вітру,=8м/с;
?- Загальний ККД ВЕУ:
, (27)
Де? Г=0,85 - ККД генератора;
? СП=0,80 - ККД всієї системи перетворювачів.
Обчислимо загальний ? установки за формулою (27):
?=0, 8 5? 0, 8=0,68;
Обчислимо зовнішній діаметр вітротурбіни, використовуючи формулу (26):
Радіус вітроколеса
R = 6,5 /2=3,25 м.
Внутрішній діаметр вітроколеса
м.
Радіус розташування перетину лопати визначається формулою:
Відносний крок між перетинами знаходимо за формулою:
(28)
Відстань між перетинами лопаті (крок), визначаємо виходячи з (29)
(29)
Хорда перетину знаходиться зі співвідношення (30)
(30)
Товщина перерізу визначається відповідно до (31)
(31)
Результати розрахунку представимо в таблиці 6.
Таблиця 6 - Хорди, товщини і радіуси розташування перетинів
№r k? r отн? r b kc k10,650,0890,2890,470,1420,940,440,1331,230,400,1141,520,370,1051,810,330,0962,090,300,0772,380,270,0682,670,230,0592,960,200,03103,250,160,02 Визначимо швидкість і частоту обертання вітротурбіни, використовуючи формули:
(32)
(33)
? =(6,5? 8)/3,24=18;
n= (30? 18)/3,14=172 об/хв.
Окружна швидкість в кожному перетині розраховується за формулою:
, де (34)
- радіус лопаті в i-том перерізі.
Значення відносної швидкості набігання потоку визначаємо за формулою (35):
(35)
Знайдені значення відносних та окружних швидкостей для кожного значення занесені в таблицю 7.
Таблиця 7 - Відносні та окружні швидкості кожного перетину
№ сеченіяUi, м/сWi, м/с111,714,17216,918,70322,123,50427,328,45532,533,47637,738,54742,943,64848,148,76953,353,901058,559,04
1.4 Потужностні і моментні характеристики лопаті
потужності характеристики - залежність С р=f (Z) .Ця крива може бути апроксимована за допомогою двох парабол - квадратичної і кубічної, якщо відомі значення швидкохідності для максимальної (Z max) і оптимальної (Z opt) потужності.
Права гілка характеристики З р=f (Z) в межах швидкохідності Z opt lt; Z lt; Z max може бути апроксимована квадратичної параболою:
(36)
Ліва гілка характеристики (при Z lt; Zopt) може бути апроксимована кубічної параболою:
(37)
Для вітроколіс з лопатями, що мають у своїх перетинах профіль типу NACA 2414 raquo ;, величини Z opt , Z max і залежать від параметра s періф і можуть бути аналітично розраховані.
Параметр s періф являє собою сумарну відносну хорду профілів на периферії і відіграє істотну роль при побудові характеристик вітроколеса. Вираз s періф для довільного перетину лопати через відносну в частках радіуса хорду і число лопатей i л має вигляд
Для однаковості будемо розглядати параметр s на кінці лопаті, тобто на периферії:
(38)
Залежності Z opt ( s періф ) і Z max ( s періф ) добре апроксимуються такими гіперболічними залежностями:
(39)
(4...
