Технічні параметри вітроколеса

В результаті взаємодії лопатей і повітряного потоку частина його енергії передається вітроколесу. В ідеальній вітровій установці в механічну енергію перетворюється 59.3 % енергії повітряного потоку. Показник, який характеризує величину енергії потоку, яка перетворюється у механічну енергію, називається коефіцієнтом потужності С_Р. В реальних вітроагрегатах цей показник знаходиться в межах 0.2-0.45. З урахуванням коефіцієнту С_Р і формули (4) потужність вітроколеса ВЕУ описується наступним виразом:

, (6)

де R – радіус вітроколеса.

Важливим параметром вітроколеса є його швидкохідність Z.

, (7)

де ω – кутова швидкість вітроколеса.

Швидкохідність виражає співвідношення лінійної швидкості кінця лопаті до швидкості повітряного потоку. При оптимальній швидкохідності лопать вітроколеса не потрапляє у турбулентний потік, створений попередньою лопаттю, оскільки цей потік встигає покинути область вітроколеса. Разом з тим не відбувається вільне проходження повітряного потоку через вітроколесо без взаємодії з лопатями. Для виконання цих умов співвідношення між швидкохідністю і кількістю лопатей N повинно дорівнювати:

. (8)

Коефіцієнт потужності С_Р залежить від швидкохідності Z. Функціональна залежність С_Р(Z) для вітроагрегатів різного типу показана на рис. 11.

Рис. 11. Значення коефіцієнту потужності різних типів вітроколіс

З рис. 11 видно, що:

- найбільший коефіцієнт потужності мають дво- і трилопатеві вітроколеса;

- максимальний коефіцієнт потужності досягається при оптимальній швидкохідності вітроколеса Z.

Для дво- і трилопатевих ВЕУ залежність коефіцієнту потужності С_Р від швидкохідності Z добре апроксимується двома функціями – до точки з максимальною потужністю С_Рmax і після неї. Для цього необхідно знати значення швидкохідності в точці з максимальною потужності Z_опт і максимально можливе значення швидкохідності для даного типу вітроколеса Z_max.

Ліва гілка характеристики (Z<Z_опт) описується такою функцією:

. (8)

Права гілка характеристики (Z_опт<Z<Z_max):

. (9)

Дата добавления: 2014-01-07