Главная Обратная связь

Дисциплины:






Крыльчатые ветродвигатели



Типы крыльчатых ветродвигателей отличаются только количеством лопаток. Крыльчатый ветродвигатель состоит из следующих основных элементов: ветроколеса, головки, хвоста и башни.

Ветроколесо превращает энергию ветра в механическую работу; оно может иметь одну или много лопастей, которые устанавливаются под некоторым углом к плоскости вращения ветроколеса. Крыло состоит из лопасти и маховика, который закрепляется на вале ветроколеса, как правило, перпендикулярно к оси вала.

Головка представляет собой сопротивления, на которой монтируют вал ветроколеса и верхний передаточный механизм. Форма головки определяется системой передаточного механизма, конструкция и число степеней которого зависят от назначения и мощности ветродвигателя, а также числа оборотов ветроколеса и рабочей машины. Головка может свободно вращаться вокруг вертикальной оси в сопротивлениях башни.

Хвост, который закрепляется за головкой, предназначен для установки ветроколеса на ветер; он работает подобно флюгеру.

Башня служит для поднятия ветроколеса на высоту, на которой мало сказывается влияние препятствий, которые поднимают прямолинейное течение воздушного потока.

Для крыльчатых ветродвигателей, наибольшая эффективность которых достигается при действии потока воздуха перпендикулярно к плоскости вращения лопастей-крыл, требуется устройство автоматического поворота оси вращения. С этой целью применяют кри-стабилизатор. Карусельные ветродвигатели обладают тем преимуществом, что могут работать при любом направлении ветра, не изменяя своего положения.

Коэффициент использования энергии ветра в крыльчатых ветродвигателях намного выше, чем в карусельных. В то же время, в карусельных двигателях намного больший момент обращения. Он максимальный для карусельных лопастных агрегатов при нулевой относительной скорости ветра.

Широкое распространение крыльчатых ветроагрегатов поясняется величиной скорости их вращения. Они могут непосредственно соединяться с генератором электрического тока без мультипликатора. Скорость вращения крыльчатых ветродвигателей обратно пропорциональна количеству крыльев, поэтому агрегаты с количеством лопастей более трех практически не используются.

22.

Этот ротор имеет вертикальную ось вращения и состоит из двух – четырех изогнутых лопастей (рис. 2.10.). Лопасти образуют пространственную конструкцию, которая вращается под действием подъемных сил, возникающих на лопастях от ветрового потока. В роторе Дарье коэффициент использования энергии ветра достигает значений 0,30 – 0,35. В последнее время проводятся разработки роторного двигателя Дарье с прямыми лопастями (рис. 2.10. б, в). Главным преимуществом ветроустановок Дарье является то, что они не нуждаются в механизме ориентации на ветер. У них генератор и другие механизмы размещаются на незначительной высоте возле основания. Все это существенно упрощает конструкцию. Однако серьезным органическим недостатком этих ветродвигателей является значительное изменение условий обтекания крыла потоком за один оборот ротора, циклично повторяющееся при работе. Это может вызывать усталостные явления и приводить к разрушению элементов ротора и серьезным авариям, что должно учитываться при конструировании ротора (особенно при больших мощностях ВЭУ). Кроме того, для начала работы их требуется раскрутить.



Рис. 2.10. Ветроэнергетические установки (Дарье) с вертикальным ротором.
а – Ф-образный, б - D-образный, в – с прямыми лопастями.
1 – башня (вал), 2 – ротор, 3 – растяжки, 4 – опора, 5 – передача
вращающего момента

23.

24. Ветроколесо Магнуса

Изобретение относится к ветроэнергетике, а именно к конструированию ветроэнергетических установок с горизонтальной осью вращения с использованием эффекта Магнуса. Сущность изобретения: ветроустановка содержит ветроколесо с горизонтальным валом, радиальные лопасти в виде цилиндров и электрогенератор, причем приводы выполнены в виде роторов типа Савониуса, которые установлены на осях вращения цилиндров и жестко с ними связаны.

Основные недостатки этих ВЭУ - достаточно сложные приводы для вращения цилиндров, что удорожает изготовление и снижает надежность работы установки, а также невозможность практического применения их в водной среде на течении и в переносном виде.

Для устранения этих недостатков в известной ВЭУ, содержащей ветроколесо с горизонтальным валом, радиальные лопасти в виде цилиндров с торцевыми дисками, приводы для вращения цилиндров и электрогенератор, в качестве приводов цилиндров предусмотрены роторы типа Савониуса (РтС), которые устанавливаются на осях вращения цилиндров и жестко связаны с ними.

Воздействие ветра на предлагаемую установку приведет к вращению роторов Савониуса (воздушных турбинок иного типа), а следовательно, и к вращению цилиндров, с которыми жестко связаны эти роторы. Вращение цилиндров вызовет появление подъемной силы Магнуса и соответствующего крутящего момента, который станет вращать ветроколесо. При этом на ротор Савониуса будет действовать помимо ветра со скоростью B воздушный поток в окружном направлении со скоростью V(pc)окр = 2 Rpc·nвк,

где nBK - число оборотов ветроколеса, Rpc - отстояние от оси вала точки на оси ротора Савониуса, которая соответствует средней величине [Vокр (рс)]2. Результирующий поток будет равен

Устройство содержит башню (опору) 1, горизонтальный вал 2 (с головкой или ступицей), лопасти 3 с цилиндрами Магнуса 4 и торцевыми дисками 5, а также роторы типа Савониуса 6. Электрогенератор не показан.

При воздействии на ВЭУ ветра начнут вращаться вокруг своей оси роторы типа Савониуса 6, заставляя вращаться одновременно связанные с ними цилиндры 4. С появлением на цилиндрах и роторах достаточной подъемной силы Магнуса и соответствующего крутящего момента в плоскости, перпендикулярной валу, придет во вращение ветроколесо. С началом вращения ветроколеса на роторы Савониуса кроме силы ветра начнет действовать поток воздуха в плоскости вращения ветроколеса. Увеличится число оборотов ротора и цилиндров, повысится подъемная сила Магнуса и крутящий момент для вращения ветроколеса. В стационарном режиме число оборотов ветроколеса будет равно величине (2).

Предложенная установка существенно более простая, чем существующие ВЭУ с роторами Магнуса и экономичная. Состоит из простой формы и дешевых прочных лопастей, которые могут работать как на воздухе, так и в водной среде на течении. Можно создать простые установки переносного вида. Не требуют затрат электроэнергии на вращение цилиндров. Имеют более простую электрическую схему управления, отсюда и более надежную.

25.

КАРУСЕЛЬНЫЕ ВЕТРОКОЛЕСА
Это самый приметивный вид конструкции. Обладает всеми недугами перечисленных выше ветроколес: малые обороты, низкая удельная мощность, Но они и самые простые по устройству, имеют вертикальную ось вращения. К.п.д. не превышает 10%.

26.

Электроэнергия, производимая ветроэнергоустановками, может использоваться для электроотопления помещений (в случае наличия отдельного учёта электроэнергии по повышенному тарифу), либо для электроснабжения технологических потребителей фермы (насосы, поилки, освещение и др.) и для нагрева воды. Возможна аккумуляция электроэнергии, вырабатываемой ветроэнергоустановками, в виде горячей воды (баки-аккумуляторы горячей воды), либо посредством электрических аккумуляторных батарей.

27.-28.

Биоэнергетические установки: общие сведения.

Биоэнергетическая установка используется для переработки всевозможных отходов сельскохозяйственной деятельности и пищевого производства для выработки экологически безопасных органических удобрений естественного состава, выработки энергии, выработки кормовых добавок, утилизации продуктов производства и жизнедеятельности для сохранения и защиты окружающей среды в агропромышленных зонах. Техническое устройство агрегатов таково, что даёт возможность бесперебойной работы. Установленная автоматика контролирует и регулирует показатели работы агрегата, оповещение об экстренных ситуациях. В течение процесса употребляемая вода очищается и подается в оборот. За исходное сырьё могут быть взяты всевозможные органические отходы ферм, птицефабрик, животноводческих комплексов, маслобоен и пр. В итоге потребитель получает высококачественное органическое удобрение (кормовые добавки) и биогаз.

Простейшая схема биогазовой установки





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...