uk en-us la eo
ЭНЕРГИУС

Принцип работы крыльчатых ветродвигателей.


Ветроколесо крыльчатого ветродвигателя работает за счет подъемной силы , возникающей на крыле при набегании на него воздушного потока. Эта сила аналогична силе, возникающей на крыле самолета при движении его в воздухе под действием винта, вращаемого мотором. Силу можно разложить на две: силу Ру9 перпендикулярную потоку, другую— Рх по потоку. Силу Р, направленную вверх, называют подъемной силой, а силу РХ9 направленную по потоку, называют силой сопротивления. Подъемная сила Ру несет полезную работу, сила же Рх никакой полезной работы не дает, а наоборот, вызывает потери энергии воздушного потока. Поэтому необходимо стремиться получить такое крыло, которое в работе могло бы давать возможно большую подъемную силу Ру и минимальную силу сопротивления Рх. Это соотношение между Ру и Рх будет зависеть от формы крыла и угла наклона а его поверхности к потоку.

Для сравнения силы, возникающие на крыльях, изображены в одинаковом масштабе. Отсюда видно, что наибольшая подъемная сила Ру и наименьшая сила сопротивления Рх получаются у крыла с обтекаемым профилем. Следовательно, ветродвигатели с таким профилем крыла будут работать наиболее эффективно. Особенно важно делать крылья с таким профилем лопастей у быстроходных ветродвигателей.

Рабочее положение ветроколеса в потоке ветра.

Рабочее положение крыльчатого ветроколеса в потоке ветра показано на фиг. 9, где линия Х — Х представляет ось вращения ветроколеса — она совпадает с направлением ветра, обозначенного стрелками V. Линия V—V обозначает плоскость вращения ветроколеса. В центре показан торец крыла с обтекаемым профилем. Направление сил, возникающих на крыле, показано стрелками Ру9 /?, Рх.

Для удобства рассмотрения скоростей и сил, возникающих на крыле, вырежем на его лопасти элемент на расстоянии г от оси вращения ветроколеса и представим\'сечение на фиг. 10, где ср (фи) обозначает угол заклинения элемента лопасти между его хордой и плоскостью вращения ветроколеса;а (альфа) — угол атаки относительного воздушного потока W9 набегающего на элемент крыла; ß (бета) —угол между направлением относительного воздушного потока W и плоскостью вращения ветроколеса; vx — скорость ветра при подходе к плоскости вращения ветроколеса; W — скорость относительного потока, набегающего на элемент лопасти при вращении ветроколеса; cor — окружная скорость элемента крыла; R — сила, возникающая на элементе крыла, которая разлагаетсяна подъемную силу Ру и силу сопротивления Ях; — сила, действующая в направлении относительного потока, которая разлагается на силы сопротивления Рх и Ру1. Сила Рх увеличивает лобовое давление, а сила Ру, действует в плоскости ветроколеса и создает сопротивление его вращению. Это сопротивление будет тем меньше, чем лучше профиль крыла.

Силы Р % действующие на элемент лопасти в плоскости У-У, вращают ветроколесо.

При движении крыла в плоскости вращения ветроколеса на его элемент набегает воздушный поток не со скоростью Уи с которой дует ветер, а со скоростью V1, составленной из скорости ветра и скорости W, возникающей в плоскости вращения ветроколеса за счет, его движения в этой плоскости.

Геометрическое сложение этих двух скоростей дает относительную скорость потока, направленную на крыло под углом а.

План скоростей и сил, возникающих на крыле при набегании на него воздушного потока.




BACK NEXT TOP

Сайт является частным собранием материалов и представляет собой любительский информационно-образовательный ресурс. Вся информация получена из открытых источников. Администрация не претендует на авторство использованных материалов. Все права принадлежат их правообладателям