ru
EnglishУкраїнська

Вход

Восстановить пароль?

Нет аккаунта? Создай здесь!

Все статьи >  Энергия ветра >  Как определить диаметр ветроколеса

Serhii Korneliuk3 окт, 2019 • 4 минуты чтения

Как определить диаметр ветроколеса

600Энергия ветра
Как определить диаметр ветроколеса

Ветер, как и всякое движущееся тело, обладает кинетической энергией движения. Поэтому его можно использовать как источник энергии на подобие воды.

Количество энергии движения A равно половине произведения массы движущегося тела на его скорость V в квадрате:

A=mV22

Количество массы m ветра, набегающего на какую либо поверхность F за одну секунду, определяется произведением плотности воздуха ρна поверхность F, через которую проходит ветер, и его скорость V:

m=ρFV

Подставив это значение массы m в выражение количества движения A, описанного выше, заметим, что энергия ветра равна:

A=ρFV32

Рассматривая ветроколесо пропеллерного типа заметим, что рабочая его плоскость описываемая лопастями, есть круг. Формула площади круга известна, и имеет следующий вид:

F=πD24

Заменив значение площади F его выражением, и подставив это выражение в определение энергии движения A, получим энергию потока воздуха за одну секунду:

A=ρπD2V38

Однако, в механическую работу превращается только часть этой энергии. Профессором Г. Х. Сабининым в работе «Теория идеального ветряка» доказано, что максимальный коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ) ξ, не может быть больше чем 0,687 или 68,7%. Введя этот коэффициент преобразования энергии в работу, и помня, что количество работы проделанной за одну секунду времени – есть мощность N, получим:

N=ξA

Заменив выражение A его значением, получим мощность N ветроколеса, в зависимости от его диаметра D:

N=ξρπD2V38

Но, как правило, в ветряных установках вычисляемой величиной есть диаметр при заданной мощности, которую требуется получить.

Исходя из выше изложенного, можем определить необходимый диаметр ветряка D, для заданной мощности N:

D=8NξρπV3

Также доказано, что мощность ветроколеса не зависит от количества лопастей. Все моменты, связанные с количеством лопастей, их формой и прочими нюансами учитывает КИЭВ ξ.

Не маловажный момент при расчёте электрической ветроустановки – потери мощности при передаче крутящего момента ηmeh генератору, а также КПД самого генератора ηel.

В таком случае, итоговое выражение для определения необходимого диаметра ветроколеса, будет иметь вид:

D=8NξρπV3ηmehηel

В случае установки генератора на одной оси с ветроколесом (без мультипликатора), учитываются только потери в генераторе ηel. Если же с помощью ветряка будет производится только механическая работа, то учитывается только КПД трансмиссии ηmeh.

А также, всегда можно воспользоваться программой “Аэродинама”, которая учитывает все нюансы аэродинамического расчёта ветротурбины пропеллерного типа.

ПредыдущаяСледующая

Похожие публикации:

#3 / Ветряк «NoName-1» / разметка ротора для поклейки магнитов
Энергия ветра

#3 / Ветряк «NoName-1» / разметка ротора для поклейки магнитов

Подробнее
#6 / Ветряк «NoName-1» / замеры напряжения тестовой катушки
Энергия ветра

#6 / Ветряк «NoName-1» / замеры напряжения тестовой катушки

Подробнее
#7 / Ветряк «NoName-1» / изготовление оснастки для намотки катушек / о качестве заливки ротора
Энергия ветра

#7 / Ветряк «NoName-1» / изготовление оснастки для намотки катушек / о качестве заливки ротора

Подробнее
#4 / Ветряк «NoName-1» / поклейка магнитов первый этап / залипания / звук генератора
Энергия ветра

#4 / Ветряк «NoName-1» / поклейка магнитов первый этап / залипания / звук генератора

Подробнее

Мы используем файлы cookie для персонализации контента и рекламы, предоставления функций социальных сетей и анализа нашего трафика. Мы также передаем информацию об использовании вами нашего сайта нашим партнерам по социальным сетям, рекламе и аналитике, которые могут объединять их с другой информацией, которую вы им предоставили или которую они собрали при использовании вами их услуг.