Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Городов Р.В - 126 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

126
Разложим силу dR, действующую на элементарную лопасть, на
две силы: dX, действующую по потоку, и dY, направленную перпенди-
кулярно потоку. Сила dX вызывает сопротивление элемента крыла; dY
вызывает окружное усилие элемента крыла и называется подъёмной си-
лой.
Вследствие вращения ветроколеса в плоскости x – x воздушный
поток набегает на ветроколесо не со скоростью ветра
V, а с относитель-
ной скоростью W, которая слагается геометрически из скорости ветра V
и окружной скорости
r
ω
⋅ , где
ω
угловая скорость и r – расстояние
элемента лопасти от оси вращения ветроколеса.
Скорость потока, набегающего на элемент лопасти, в относитель-
ном движении будет равна
22
11
()WV ru
ω
=+−⋅−
, (7.5.1.2)
где
11
VV
ν
=−
– скорость ветра в плоскости ветряка.
Скорость u
1
получается как реакция от крутящего момента, разви-
ваемого лопастями. Эта скорость имеет направление, обратное моменту;
её величина берётся как средняя для всей зоны, в которой работают ло-
пасти. В действительности эта скорость перед ветроколесом равна нулю
и непосредственно за ветряком равна u
2
. Так как закон изменения этой
скорости неизвестен, то как первое приближение её принимают равной
2
1
.
2
u
u =
(7.5.1.3)
Силы dY и dX можно выразить как:
2
2
y
dY C b dr W
ρ
=⋅⋅⋅⋅, (7.5.1.4)
2
2
x
dX C b dr W
ρ
=⋅⋅⋅⋅, (7.5.1.5)
где b – ширина элемента лопасти по хорде.
Кроме того, на основании уравнения для лобового давления на
ветряк (по теории идеального ветряка Г.Х. Сабинина) можем написать
12 2
1
P
pp V
F
ρ
ν
−
==⋅⋅ (7.5.1.6)
Подставляя вместо dY и dX и
12
p
p
−
их значения в уравнение
(7.5.1.1), получим
22
2
2cos sin .
22
yx
rdr V i bdrC W bdrC W
ρρ
ρν β β
⎛⎞
⋅⋅⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅ ⋅ +⋅⋅⋅⋅ ⋅
⎜⎟
⎝⎠
(7.5.1.7)

Страницы