Главная страница
Навигация по странице:

  • Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

  • Исходные данные

  • 1. Определение геометрических параметров ВЭУ.

  • 2. Профилирование лопасти ветроколеса

  • 3. Определение параметров обратной стороны площади лопасти.

  • Ветроэнергетика. 1 ДПВ.Ветроэнергетика 9 вариант. Контрольная работа по дисциплине Ветроэнергетика


    Скачать 39.73 Kb.
    НазваниеКонтрольная работа по дисциплине Ветроэнергетика
    АнкорВетроэнергетика
    Дата29.01.2023
    Размер39.73 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файла1 ДПВ.Ветроэнергетика 9 вариант.docx
    ТипКонтрольная работа
    #910739


    МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

    Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

    ФАКУЛЬТЕТ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭНЕРГЕТИКИ

    КАФЕДРА Теплогазоснабжения и вентиляции

    КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

    по дисциплине « Ветроэнергетика»

    № зачетной книжки__________

    Выполнил студент

    группы________________

    ______________________

    Принял преподаватель

    ______________________

    Симферополь, 2020 г.

    2

    Исходные данные:

    1. Среднегодовая скорость ветра, м/с – 8,5.

    2. Номинальная (расчетная) скорость ветра, м/с – 9.

    3. Номинальная мощность, кВт – 21.

    4. Количество лопастей, шт. – 5.

    5. Коэффициент быстроходности Z = 4.

    6. Плотность воздуха принимаем 1,2040 кг/м3.

    7. Коэффициент использования энергии ветра ξ = 0,21.
    1. Определение геометрических параметров ВЭУ.

    Диаметр ротора определяем по зависимости скорости ветра и ометаемой площадки:

    (1)

    Для горизонтально-осевых машин ометаемая площадь определяется по формуле:

    ; (2)

    Формула для определения диаметра ротора для ВЭУ имеет вид:

    ; (3)

    Оттуда диаметр ротора равен:

    ;

    Отсюда м.

    Определяем величину номинальной угловой скорости:

    ; (4)

    1/с.

    3

    В соответствии с определением коэффициента быстроходности – это отношение окружной скорости конца лопасти к скорости ветра. Тогда максимальная скорость конца лопасти составит:

    м/с.

    В соответствии с определением

    (5)

    Откуда частота вращения ротора ветроколеса равна:

    ;



    Таким образом для заданных номинальной мощности N = 21 кВт и расчетной скорости ветра V = 9 м/с, диаметр ротора равен 17 м, номинальная частота вращения ротора n =40 об/мин.
    2. Профилирование лопасти ветроколеса
    Для расчетов принимаем форму лопасти ВЭУ - трапеции, с диаметром комлевого сечения , максимальный радиус или радиус законцовки равен:


    Радиус комлевого сечения лопасти равен:


    Радиус среднего сечения лопасти равен:



    Площадь лопасти:

    (6)

    4

    Длина лопасти:


    Обозначив площадь всех лопастей через S, ометаемую площадь ветроколеса через F, получим коэффициент заполнения ометаемой площади:

    . (7)

    По данным Г. Х. Софинина КЗ = 0,05, отсюда суммарная площадь всех лопастей:


    .
    3. Определение параметров обратной стороны площади лопасти.
    Определение параметров обратной стороны площади лопасти:
    , (8)

    откуда ширина лопасти в среднем сечении:

    Ширина лопасти в комлевом сечении может принимать значения:
    . (9)
    Принимая вычисляем ширину лопасти в комлевом сечении:

    5

    Поскольку лопасть имеет площадь трапеции можно определить ширину лопасти на диаметре законцовки:

    Далее на основании конструктивных соображений и опытных данных продувок определяем толщину профиля лопасти:

    - на конце лопасти берут профиль толщиной ;

    - по мере приближения втулки к комелю .

    Принимаем для расчетов сечения , тогда:


    5. Определение углов установки профиля ветроколеса

    Вследствие вращения ветроколеса воздушный поток набегает с относительной скоростью W, которая слагается геометрически из скорости ветра V и окружной скорости wr, где r – расстояние элемента лопасти от оси вращения ветроколеса.

    Скорость потока, набегающего на элемент лопасти, будет равна:
    ; (10)
    Тогда число относительных модулей определяем из выражения:

    ; (11)
    С другой стороны число модулей для любого радиуса R ветроколеса с известной быстроходностью z может быть выражен:


    6

    , (12)
    где R – радиус ветроколеса

    r – любое текущее значение радиуса ветроколеса.

    Угол набегания на ветроколесо состоит из угла “установки” лопасти ветроколеса на данном радиусе r, и углом атаки .

    Угол атаки профиля , для среднего сечения лопасти .

    Определим угол набегания потока на среднее сечение ветроколеса:

    r = R; z = 4;

    . (13)



    Тогда угол установки лопасти в среднем сечении м равен:
    (14)

    Тогда:

    .

    Определим угол установки лопасти на радиусе ступицы:

    ;




    Определим угол закручивания лопасти на законцовке:
    ; (15)
    .



    7

    . .
    Мощность, развиваемая ВЭУ, зависит от скорости ветра и в общем виде определяется по формуле:

    , кВт. (16)
    Принимая коэффициент использования энергии ветра = 0,35 =const во всем рабочем диапазоне скоростей ветра и D = 19м, мощность, развиваемая ветроустановкой, будет равна:


    Подставляя значения скоростей ветра можно вычислить развиваемую мощность. Минимальная скорость, при которой ВЭУ начинает генерировать электрическую энергию для данного типа установок обычно равна Vmin=4м/с, а максимум соответствует заданной номинальной скорости ветра Vном=9м/с.
    Результаты расчетов сводим в таблицу 1.
    Таблица 1 -Результаты расчета мощности ветроустановки

    V, м/с

    4

    5

    6

    7

    8

    9

    N, кВт

    1,87

    3,64

    6,30

    10,01

    14,9

    21,27


    написать администратору сайта