Ветроэнергетика. 1 ДПВ.Ветроэнергетика 9 вариант. Контрольная работа по дисциплине Ветроэнергетика
 Скачать 39.73 Kb.
|
|
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
|