Modelowanie wymiarów łopaty turbiny - wzory
Projekt 1
Formularz kontaktowy
Najczęściej zadawane pytania
Aktualności
Literatura elektrownie wiatrowe
Modelowanie turbiny wiatrowej może też obejmować określenie wymiarów oraz kąta nachylenia łopat turbiny . Wymiary łopaty ograniczać się będą głównie do określenia szerokości, gdyż określenie średnicy zależy od mocy mechanicznej jaką chcemy uzyskać. Większa średnica oznacza większą moc. Dla porównania silnik szybkobieżny o tej samej średnicy wirnika co silnik wolnobieżny uzyska w przybliżeniu tę samą moc, ale przy większej prędkości obrotowej i mniejszym momencie obrotowym, a silnik wolnobieżny odwrotnie. Natomiast grubość profilu jest silnie uzależniona od szerokości i obliczana jest na podstawie geometrii danego profilu. Szerokość skrzydła obliczana jest dla danego wycinka promienia łopaty turbiny na podstawie zależności [40]:
Na rysunku (poniżej) zostały określone poglądowe promienie skrzydła, dla których określana jest szerokość.
Rysunek - Widok płatów nośnych wraz z działającym strumieniem powietrza
Prędkość obwodowa zwiększa się wraz ze wzrostem promienia dla tej samej prędkości obrotowej n i wyraża wzorem:
Współczynnik cL powinien być dobierany dla optymalnego kąta natarcia (kąt największej doskonałości), lub większego kąta. Obliczenia szerokości skrzydła dokonuje się dla maksymalnego wykorzystania energii wiatrowej, co jest równoznaczne prędkości V'=(2/3)V1 oraz V2=(1/3)V1. Oprócz U wraz ze zmianą promienia zmienia się także prędkość powietrza względem płata określana zależnością [40], [10]:
Po określeniu kąta natarcia a na podstawie danych aerodynamicznych danego profilu wyznaczany jest kąt nachylenia łopaty turbiny zmieniający się dla określonego promienia. Bliżej środka wirnika kąt nachylenia jest większy co powoduje zwiększenie siły nośnej. Wartość wyliczana jest z zależności:
Kąt B (rysunek - poniżej), który wypadkowa tworzy z osią wirnika, wyraża się wzorem:
Rysunek - Kąt nachylenia łopatki z uwzględnieniem kątów alfa i beta
