Немного теории работы ветродвигателей. Частота вращения ветроколеса ветродвигателя 30. Частота вращения ветроколеса ветродвигателя

Немного теории работы ветродвигателей. Частота вращения ветроколеса ветродвигателя 30

Физика. Рымкевич А.П. Задача № 89

1. Физика. Рымкевич А.П.
2. Основы кинематики
3. Равномерное движение тела по окружности
4. 89

Условие задачи 89:

Частота обращения ветроколеса ветродвигателя 30 об/мин, якоря электродвигателя 1500 об/мин, барабана сепаратора 8400 об/мин, шпинделя шлифовального станка 96 000 об/мин. Вычислить их периоды

Решение задачи:

СДЕЛАЙТЕ РЕПОСТ

Решение задачи 89

Следующая задача:

90 Частота обращения ветроколеса ветродвигателя 30 об/мин, якоря электродвигателя 1500 об/мин, барабана сепаратора 8400 об/мин, шпинделя шлифовального станка 96 000 об/мин. Вычислить их периоды С другими задачами из решебника по физике Рымкевича А.П. 10-11 класс вы можете ознакомиться в соответствующем разделе решебника Физика. Рымкевич А.П.

studassistent.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Ветродвигатель

Cтраница 4

Ветроподъемник состоит из ветродвигателя, водоподъемника и резервного конного привода. Тихоходный ветродвигатель имеет следующие узлы: 18-лопастное ветровое колесо велосипедного типа диаметром 3 м, головку, хвост, мачту, нижний редуктор и опору. Головка представляет собой двухступенчатый редуктор, который соединяется с мачтой шарнирно, что обеспечивает свободный поворот головки с ветроколесом для использования ветра любого направления. Число оборотов ветрового колеса ограничивается автоматически - выводом из-под ветра за счет эксцентрической посадки колеса относительно оси мачты.  [46]

Имеется несколько типов ветродвигателей с вертикальной осью вращения. На рис. 5.30 схематически показана конструкция ротора Савониуса. Он, как правило, изготовляется из цилиндрической трубы, разрезанной вдоль и закрепленной между верхним и нижним фланцами.  [47]

Частота вращения ветроколеса ветродвигателя 30об / мин, якоря электродвигателя - 1500 об / мин, барабана сепаратора - 8400 об / мин, шпинделя шлифовального станка - 96000 об / мин.  [48]

При определении выработки ветродвигателя за ряд периодов, что имеет место при расчетах по аккумулированию, приведенный выше способ вычисления выработки становится затруднительным, так как требует построения кривых продолжительности за отдельные периоды.  [49]

Так, для ветродвигателя Аэромотор Д-488 ( Z 1 2) момент инерции равен 89 кгм / сек, из которых 16 падает на репеллер и 73 на хвост.  [50]

Передаточные устройства головок ветродвигателей выполняются по самым различным схемам.  [51]

Дистанционные передачи от ветродвигателей применяются при спаривании ветродвигателей, а также при удалении места установки от машины, обслуживаемой ветродвигателем.  [53]

Конструкция центробежной муфты ветродвигателя ПД-5 дана на фиг.  [54]

Использование энергии ветра лопастными ветродвигателями с горизонтальным валом встречает большие технические трудности. Из-за большой неравномерности скорости воздушных потоков снижается число часов использования в течение года расчетной мощности ветродвигателя. Затруднения вызывает и необходимость сооружения высоких башен, на которых монтируются ветровые колеса, что технически усложняет строительство и повышает их удельную стоимость.  [55]

Виндрозы применяются на ветродвигателях, мощность которых выше 20 л. с. Принцип действия виндроз следующий.  [56]

Указанные в этой таблице ветродвигатели просты в эксплуатации и имеют автоматическое регулирование постоянства оборотов.  [57]

Состоит из ветроагрега-та ( ветродвигателя в комплекте с одной или неск.  [58]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Немного о теории работы ветродвигателей

Мощность потока, или как ее еще называют секундная энергия, пропорциональны кубу скорости ветра. Что значит — если скорость ветра возрастет, допустим, в два раза, то энергия потока воздушного возрастет в 23 раза, а именно 23= 2х2х2= 8 раз.

Развиваемая ветродвигателем мощность будет меняться пропорционально квадрату диаметра ветроколеса. Что значит при увеличении в два раза диаметра ветроколеса – получим увеличение мощности при той же скорости ветра в четыре раза.

Однако не всю энергию, протекающую через ветроколесо, можно превратить в полезную работу. Некоторая часть энергии потеряется при преодолении сопротивления ветроколеса воздушному потока, а также на другие потери. Также довольно большая часть воздушной энергии будет содержатся в потоке, уже прошедшем через ветроколесо. В теории крыльчатых ветродвигателей доказывается:

• Скорость потока ветра за ветроколесом не равна нулю;
• Лучший режим работы ветродвигателя тот, при котором скорость потока за ветроколесом будет равна 2/3 от первоначальной скорости потока, которая будет набегать на ветроколесо.

Коэффициент использования энергии

Это число, которое показывает, какая часть мощности воздушного потока будет полезно использоваться ветроколесом. Этот коэффициент обозначается обычно греческой буквой χ (кси). Величина его зависит от ряда факторов, таких как тип ветромотора, качества изготовления и формы его лопастей и прочих факторов. Для быстроходных ветродвигателей, которые имеют обтекаемую аэродинамическую форму крыльев, коэффициент χ составляет примерно от 0,42 до 0,46. Это значит, что машины такого типа могут превращать в полезную механическую работу порядка 42%-46% ветрового потока, проходящего через установку. Для тихоходных же машин данный коэффициент составляет порядка 0,27 – 0,33. Теоретическое максимальное значение χ для идеальных крыльчатых ветродвигателей составляет примерно 0,593. Крыльчатые установки получили довольно широкое распространение, и они массово начали выпускаться промышленностью. Их разделяют на две группы:

• Быстроходные – число лопастей до 4;

Тихоходные – от 4 до 24 лопастей;

 Быстроходные и тихоходные ветродвигатели

Быстроходность является одним из преимуществ, так как делает более простой передачу энергии ветра таким быстроходным устройствам как электрогенератор. Более того, они более легкие и имеют более высокий коэффициент использования скорости ветра, чем тихоходные, как это упоминалось выше.

Однако кроме достоинств, у них есть и серьезный недостаток, такой как в несколько раз меньший вращающий момент при неподвижном ветроколесе и при одинаковых диаметрах колес и скорости ветра, чем у тихоходных установок. Ниже приведены две аэродинамические характеристики:

szemp.ru

Ветродвигатели с вертикальной осью вращения. Частота вращения ветроколеса ветродвигателя

Ветродвигатели с вертикальной осью вращения

2 типа:

1. Карусельные

2. Роторные - Ось вращения перпендикулярна скорости ветра

Ветроэлекторогенераторы с вертикальной осью вращения вследствие своей геометрии при любом направлении ветра находятся в рабочем положении. Кроме того, такая схема позволяет за счет только удлинения вала установить редуктор с генераторами внизу башни. Сначала к ней нужно подвести энергию - раскрутить и довести до определенных аэродинамических параметров, а уже потом она сама перейдет из режима двигателя в режим генератора. Из за этого подавляющее большинство ветроэлектрогенераторов выполнено по горизонтально-осевой схеме, однако исследования различных типов вертикально-осевых установок продолжаются. Наиболее распространенные типы вертикально-осевых установок следующие:

 

Ротор Дарье. Вращающий момент создается подъемной силой, возникающей на двух или на трех тонких изогнутых несущих поверхностях, имеющих аэродинамический профиль. Подъемная сила максимальна в тот момент, когда лопасть с большой скоростью пересекает набегающий воздушный поток. Ротор Дарье используется в ветроэлектрогенераторах. Раскручиваться самостоятельно ротор, как правило, не может, поэтому для его запуска обычно используется генератор, работающий в режиме двигателя.

Ротор Дарье состоит из 2 - 4 тонких изогнутых лопастей, имеющих в поперечном сечении форму крыла. Такие роторы имеют различную форму (Ф-, ∆-, à-, Y- образную) с одной, двумя, или большим числом лопастей. На таких лопастях возникает подъемная сила, создающая вращающий момент на оси ветроустановки аналогично тому, как это происходит на ветроколесе с горизонтальной осью.

Одна из разновидностей ротора Дарье – ротор Масгрува – с прямыми лопастями. Существует множество конструкций Масгрува.

 

 

Ротор Масгрува

Рисунок 2 - Ветроэнергетические установки Дарье) с вертикальным ротором: а) Ф-образный, б) D - образный; в) с прямыми лопастями.

1 - башня, 2 - ротор, 3 - растяжки, 4 - опора, 5 - передача вращающего момента

Карусельные

Различие в аэродинамике дает карусельным установкам преимущество в сравнении с традиционными ветряками. При увеличении скорости ветра они быстро наращивают силу тяги, после чего скорость вращения стабилизируется. Карусельные ветродвигатели тихоходны, и это позволяет использовать простые электрические схемы, например, с асинхронным генератором, без риска потерпеть аварию при случайном порыве ветра. Тихоходность выдвигает одно ограничивающее требование - использование многополюсного генератора, работающего на малых оборотах. Такие генераторы не имеют широкого распространения, а использование мультипликаторов (мультипликатор - повышающий редуктор) не эффективно из-за низкого КПД последних.

Еще более важным преимуществом карусельной конструкции стала ее способность без дополнительных ухищрений следить за тем "откуда дует ветер", что весьма существенно для приземных рыскающих потоков. Ветродвигатели подобного типа строятся в США, Японии, Англии, ФРГ, Канаде.

Карусельный лопастный ветродвигатель наиболее прост в эксплуатации. Его конструкция обеспечивает максимальный момент при запуске ветродвигателя и автоматическое саморегулирование максимальной скорости вращения в процессе работы. С увеличением нагрузки уменьшается скорость вращения и возрастает вращающий момент вплоть до полной остановки.

Ротор Савониуса. Это колесо вращается силой сопротивления. Его лопасти выполнены из тонких изогнутых листов прямоугольной формы, т.е. отличаются простотой и дешевизной. Вращающий момент созда­ется благодаря различному сопротивлению, оказываемому воздушному по­току вогнутой и выгнутой относительно него лопастями ротора. Из-за боль­шого геометрического заполнения, это ветроколесо обладаем большим кру­тящим моментом и используется для перекачки воды

 

Основные недостатки карусельных и барабанных ветродвигателей вы­текают из самого принципа расположения рабочих поверхностей ветроколеса в потоке ветра, а именно:

1. Так как рабочие лопасти колеса перемещаются в направлении воздушного потока, ветровая нагрузка действует не одновременно на все лопасти, а поочерёдно. В результате каждая лопасть испытывает прерывную нагруз­ку, коэффициент использования энергии ветра получается весьма низким и не превышает 10 %, что установлено экспериментальными исследова­ниями.

2. Движение поверхностей ветроколеса в направлении ветра не позволяет развить большие обороты, так как поверхности не могут двигаться быст­рее ветра. Размеры используемой части воздушного потока (ометаемая поверхность) малы по сравнению с размерами самого колеса, что значительно увеличены.

Вращающийся момент создается, как и у крыльчатых за счет подъемных сил. Генератор внизу, не требуется устройство ориентации на ветер.

Впервые были предложены во Франции в 1920г.

В последние годы особое внимание уделяется конструкциям с прямоугольными лопастями.

 

Сравнение ветроэлекторогенераторов с вертикальной осью вращения по сравнению с крыльчатыми:

Достоинства:

- не требуется устройство ориентации на ветер

-возможность установки генератора и мультипликатора внизу.

Недостатки:

- рабочее колесо перемещается в направлении воздушного потока, ветровая нагрузка действует не одновременно на все лопасти, а поочередно, поэтому каждая лопасть испытывает непрерывную нагрузку, поэтому подверженность усталостным разрушениям

- пульсация крутящего момента приводит к пульсации выходных параметров генератора.

Одна из разновидностей ротора Дарье – ротор Масгрува – с прямыми лопастями. Существует множество конструкций Масгрува

 

Концентраторы.Мощность ветроэнергоустановки зависит от эффек­тивности использования энергии воздушного потока. Одним из способов ее повышения является использование специальных концентраторов (усилите­лей) воздушного потока. Для горизонтально-осевых ветроэлектрогенераторов разработаны различные варианты таких концентраторов. Это могут быть диффузоры или конфузоры (дефлекторы), направляющие на ветроколесо воздушный поток с площади, большей ометаемой площади ротора, и некото­рые другие устройства. Широкого распространения в промышленных установках концентраторы пока не получили.

Назначение основных компонентов ВЭУ в 2-х основных типах. Основные компоненты двух наиболее используемых типов ВЭУ представлено ниже.

 

Ветроколесо (ротор) – преобразует кинематическую энергию воздушного потока в механическую энергию вращения оси турбины. Для ВЭУ подключ. к сети ч

szemp.ru

21. Понятие быстроходности ветроколеса.

Ветроколесо может быть быстроходным или тихоходным, представляет отношение скорости движения конца лопасти к скорости ветрового потока(зависит также от диаметра ветроколеса и количества лопастей, оборотов). Этот показатель называется быстроходностью ветроколеса. Конец лопасти обычно движется в плоскости ветроколеса со скоростью, которая в несколько раз выше скорости ветра.

Z = L * W / 60 / V W –частота вращения ветроколеса (об/мин.) V - скорость ветра (м/с.) L - длина окружности ( м.) Z - быстроходность ветроколеса.

Быстроходность ветродвигателя – это отношение линейной скорости наиболее удаленной от оси вращения ветродвигателя точки крыла (определяемое радиусом ротора и его частотой вращения) к скорости ветра(z=wR/v), которое принято обозначать символом U . Быстроходность по определению является величиной безразмерной. Считается, что ветродвигатель тихоходный, если U < 2, и быстроходный, если  4.

22. Характеристики быстроходных и тихоходных ветроколёс с горизонтальной осью.

Ветряные электрогенераторы с 2-3 лопастями считаются быстро-ходными и имеют более высокий КПД и частоту вращения, но при этом низкий стартовый момент ротора. Потому быстроходные ВГ выгодно использовать с электрическим генератором, поскольку электрический генератор имеет высокую частоту вращения (для уменьшения массогабаритных характеристик) и низкий момент запуска. Быстроходность ветродвигателя – это отношение линейной скорости наиболее удаленной от оси вращения ветродвигателя точки крыла (определяемое радиусом ротора и его частотой вращения) к скорости ветра(z=wR/v), которое принято обозначать символом U . Быстроходность по определению является величиной безразмерной. Считается, что ветродвигатель тихоходный, если U < 2, и быстроходный, если  4.

Тихоходные ВГ обычно комплектуются с водяными насосами, которые имеют большой момент запуска и меньшую частоту вращения. Несмотря на высокую стоимость, большее распространение получили быстроходные 3-х лопастные ВГ, чем 2-х лопастные. 3-х лопастной ротор генерирует меньше вибраций и выглядит более эстетично. Тихоходные ветроколеса с количеством лопастей не менее шести.

Чем больше число лопастей, их ширина и угол заклинивания тем ниже быстроходность ветроколеса.

Мощность ветроколеса, при прочих равных условиях, мало зависит от числа лопастей, их положения в потоке воздуха и диаметра ветроколеса.

23. Понятие коэффициента использования энергии ветра.

По классической теории Н.Е. Жуковского для идеального ветроколеса коэффициент использования энергии ветра ξ = 0,593. То есть идеальное ветроколесо (с бесконечным числом лопастей) может извлечь 59,3% энергии, проходящей через его поперечное сечение. Реально на практике у лучших быстроходных колес максимальное значение коэффициента использования энергии ветра доходит до 0,45 – 0,48, а у тихоходных – до 0,36 – 0,38. Под коэффициент использования энергии ветра понимается отношение механической мощности, развиваемой ветродвигателем, к механической мощности воздушного потока, протекающего через пространство, ометаемое рабочими поверхностями (крыльями или лопастями) этого ветродвигателя.

Для парусных ветроустановок теоретич. коэф. использования не может превышать 0,192. Для щелевого ротора Савониуса коэф. доходит до 0,3; для ротора Дарье 0,35-0,4.

studfiles.net

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Ветроколесо

Cтраница 1

Ветроколесо с небольшим числом лопастей ( рис. 10.10) обычно состоит из ступицы и лопастей.  [1]

Ветроколеса № 1, 2, 7, 9 и 10, как видно из диаграммы, следует отнести к тихоходным, так как все они обладают большим начальным моментом.  [2]

Ветроколеса № 3, 4, 5, 6, 8 и 11 являются быстроходными, они имеют малый начальный момент.  [3]

Двухлопастное ветроколесо обеспечивает большую экономичность, чем трехлопастное, однако первое в ряде случаев подвержено значительным вибрационным нагрузкам, отсутствующим во втором случае. Центростремительную силу, действующую на лопасть, можно свести к минимуму, уменьшив ее массу. Для изготовления лопастей пригодны дерево, пластик и в особенности армированное стекловолокно, обладающее хорошими прочностными характеристиками. Стекловолокно выдерживает штормы, рабочие нагрузки и, кроме того, исключительно технологично. Ветродвигатели, используемые для привода водяных насосов, снабжены большим количеством лопастей и поэтому имеют больший КПД при малых скоростях ветра. Из (5.49) на первый взгляд следует, что максимальная мощность будет неограниченно возрастать с ростом скорости ветра. Для ветроко-леса с горизонтальной осью вращения, форма и размеры которого заданы, это условие выполняется лишь при одном значении скорости.  [5]

Быстроходное ветроколесо имеет две лопасти, регулирование скорости вращения которого осуществляется при помощи автоматического устройства. Лопасти в зависимости от скорости вращения ветроколеса и скорости ветра могут поворачиваться. На конце вала ветроколеса в головке имеется кривошип, на котором укреплена штанга. В нижней части головки установлена пружина, которая компенсирует массу водоподъемной трубы и облегчает пуск ветроводоподъемника. Хвост, состоящий из двух уголков и оперения, болтами крепится к приливам головки. Башня ( трехгранная) состоит из уголков, поясов и раскосов.  [7]

У ветроколес с горизонтальной осью, па раллельной потоку, в зависимости от рабочих параметров и условий работы обычно имеется либо две, либо три лопасти.  [8]

Крыло ветроколеса состоит из маха а и лопасти 8, закрепленной на махе так, что она образует с плоскостью вращения колеса угол ф, носящий название угла заклинения лопасти.  [9]

Мощность с ветроколеса на приводной шкив внизу передается через две зубчатые конические передачи.  [10]

Так как ветроколесо оказывает сопротивление воздуху, то часть мощности теряется вследствие расширения потока воздуха, уменьшения скорости ветра перед ветроколесом а также из-за трения лопастей о воздух и струек воздуха между собой.  [11]

Частота вращения ветроколеса ветродвигателя 30об / мин, якоря электродвигателя - 1500 об / мин, барабана сепаратора - 8400 об / мин, шпинделя шлифовального станка - 96000 об / мин.  [12]

От вала 2 ветроколеса привод штанги 9 водяного насоса осуществляется при помощи зубчатой передачи и сдвоенного кривошипно-шатунного механизма.  [13]

В быстроходных двигателях ветроколесо имеет малое количество лопастей; большой модуль и небольшой начальный момент.  [14]

Каждая установка имеет ветроколесо диам. При каждом ветроколесе имеется гидравлич.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

---

• 
  Электромагнитные плиты
• 
  Подача данных счетчиков воды через госуслуги
• 
  Опора деревянная с железобетонной приставкой
• 
  Как выбрать розетку электрическую
• 
  Как крепится сип к опоре
• 
  Трехфазный вольтметр
• 
  Какой персонал относится к электротехническому персоналу
• 
  Бензогенераторы хендай
• 
  Законы ампера
• 
  Что такое намагниченность
• 
  Напряжение действующее