Воздействие геометрии лопастей на работу ветряной турбины
Особенности проектирования турбинной системы, которая может произвести энергию с высокой эффективностью. Принцип действия ветряной турбины. Действие подъемной силы и силы сопротивления. Расчет мощности ветряной турбины с различной геометрией лопастей.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.02.2016 |
| Размер файла | 243,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Цель: Определить, как форма лопастей влияет на рабочий режим ветряной турбины.
Введение: Проектирование турбинной системы, которая может произвести энергию с высокой эффективностью, требует полного понимания принципов аэродинамики и структурной динамики системы ротора.
Рис. 1. Принцип действия ветряной турбины
Когда лопасти размещены в ветровом потоке, ветер проходит через верхние и нижние поверхности лопасти, которые были спроектированы с длинной верхней поверхностью, и однородной нижней поверхностью. Следовательно, воздушный поток, проходящий через верхнюю часть, будет проходить быстрее, чем поток, проходящий через нижнюю часть допасти. По теореме Бернулли это должно создавать область низкого давления в верхней части лопастей. Перепад давления между верхними и нижними поверхностями крыла приводит к появлению силы F. Часть этой силы перпендикулярна воздушному потоку и называется подъемной силой L, которая вращает лопасти. Силу в направлении свободного потока называют силой сопротивления D, которая, как правило, препятствует подъемной силе, и следовательно вращению ротора.
Подъемную силу (L) вычисляют по формуле:
и силу сопротивления (D) по
где и коэффициенты подъемной силы и силы сопротивления.
Рис. 2. Действие подъемной силы и силы сопротивления
Так как лопасти вращаются, линейная скорость в разных областях лопасти отличается по мере удаления области от центра. Форма лопасти от центра к верхней части так же отличается для получения большей производительности. В свою очередь это помогает поддерживать максимальное соотношение для лопастей.
Рис. 3. Определения влияния формы лопасти на работу ветряной турбины
Список оборудования
- Ветряная турбина с горизонтальной осью;
- защитное покрытие со шкалой в градусах для регулировки угла наклона лопастей;
- две прямые лопасти;
- две изогнутые лопасти;
- воздуходувка;
- амперметр;
- вольтметр;
- переменный резистор с соединительными контактами;
- анемометр с цифровым дисплеем;
- соединительные провода;
- отвертка;
Ход работы
Подготовьте свое рабочее место и оборудование к работе. Вставьте две прямые лопасти во внешние отверстия втулки в правильном положении до упора. Вставьте защитное покрытие в установочный паз опорной плиты, так что бы магниты были в контакте с опорной плитой. Установите угол наклона используя соответствующую шкалу. Используя отвертку, немного затяните контакты, что бы лопасти были плотно зафиксированы, т.е. не поворачивались и не выпадали. Поместите анемометр между воздуходувкой и ветряной турбиной в такую позицию, что бы дисплей был перед вами. Включите анемометр, используя кнопку “I” и выберите единицу измерения m/s, используя кнопку “M”.
Соедините соответствующие контакты вольтметра к контактам с индикацией “V” на переменном резисторе. Установите меру измерения вольтметра на позицию 20 V DC, используя вращающийся регулятор.
Соедините амперметр с соответствующими контактами на переменном резисторе с индикацией “I” Установите меру измерения амперметра на позицию 200 mA DC, используя вращающийся регулятор.
Используя два провода, соедините два контакта на ветровой турбине с соответствующими контактами на переменном резисторе, соблюдая цветовую маркировку. На переменном резисторе контакты ветряной турбины имеют обозначение “Generator”.
На переменном резисторе используя вращающийся регулятор, установите значение
Включите воздуходувку, поворачивая регулятор вправо, и установите скорость 8 m/s, используя потенциометр на воздуходувке.
Снимите показания напряжения и тока с вольтметра и амперметра и запишите результаты измерений в таблицу 1.
Когда вы выполните все что было указанно выше, повторите те же измерения с двумя изогнутыми лопастями, демонтируя прямые лопасти. Изгиб лопастей должен совпадать с указателем, нанесенным на корпус (“normal”). Измерьте напряжение и ток, и запишите результаты измерений в таблицу 1.
И наконец, проделайте те же самые измерения, установив лопасти, перевернутые на , кривая должна быть напротив указателя (“opposite”).
Таблица 1. Таблица измерений
|
Форма лопастей |
Напряжение; В |
Ток; мА |
Мощность; мВт |
|
|
Прямая |
||||
|
Нормально изогнутая |
||||
|
Противоположно изогнутая |
ветряной турбина лопасть
Расчеты
1. Рассчитайте мощность ветряной турбины с использованием экспериментальных значений напряжения и тока и занесите эти значения в последнюю колонну табл. 1.
2. Сравните первое и второе измерение. Какая форма лопасти дает более высокую мощность? Обоснуйте свой ответ.
3. Сравните третье измерение с двумя предыдущими. Обоснуйте свой ответ.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение конструкции турбины К-500-240 и тепловой расчет турбоустановки электростанции. Выбор числа ступеней цилиндра турбины и разбивка перепадов энтальпии пара по её ступеням. Определение мощности турбины и расчет рабочей лопатки на изгиб и растяжение.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 17.10.2014Предварительный расчет параметров компрессора и турбины газогенератора. Показатель политропы сжатия в компрессоре. Детальный расчет турбины одновального газогенератора. Эскиз проточной части турбины. Поступенчатый расчет турбины по среднему диаметру.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 30.05.2012Значение тепловых электростанций. Определение расходов пара ступеней турбины, располагаемых теплоперепадов и параметров работы турбины. Расчет регулируемой и нерегулируемой ступеней и их теплоперепадов, действительной электрической мощности турбины.
курсовая работа [515,7 K], добавлен 14.08.2012Особенности паротурбинной установки. Разгрузка ротора турбины от осевых усилий с помощью диска Думмиса, камера которого соединена уравнительными трубопроводами со вторым отбором турбины. Процесс расширения пара. Треугольники скоростей реактивной турбины.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 13.08.2016Краткая характеристика общего конструктивного оформления спроектированной турбины, ее тепловой схемы и основных показателей. Выбор дополнительных данных для расчета турбины. Тепловой расчет нерегулируемых ступеней. Механические расчеты элементов турбины.
курсовая работа [3,7 M], добавлен 01.12.2014Состав комплектующего оборудования турбоустановки. Мощности отсеков турбины. Предварительное построение теплового процесса турбины в h,s-диаграмме и оценка расхода пара. Тепловой расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки.
курсовая работа [375,7 K], добавлен 11.04.2012Краткое описание конденсационной турбины К-50-90 (ВК-50-3) и ее принципиальной тепловой схемы. Тепловой расчет одновенечной регулирующей ступени турбины К-50-90(ВК-50-3). Построение h-S диаграммы всей турбины. Выбор профилей сопловых и рабочих лопаток.
курсовая работа [418,3 K], добавлен 11.09.2011Тепловая схема энергоблока, алгоритм расчета регулирующей ступени турбины К-2000-300; Сводная таблица теплового расчета турбины; расход пара на подогреватели. Расчет на прочность; переменные режимы работы турбины, коэффициент потерь энергии в решетке.
курсовая работа [574,5 K], добавлен 13.03.2012Расчет принципиальной тепловой схемы, построение процесса расширения пара в отсеках турбины. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды. Определение расхода конденсата, работы турбины и насосов. Суммарные потери на лопатку и внутренний КПД.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.03.2012Особенности паровой турбины как теплового двигателя неперерывного действия. История создания двигателя, принцип действия. Характеристики работоспособности паровой турбины, ее преимущества и недостатки, область применения, экологическое воздействие.
презентация [361,8 K], добавлен 18.05.2011История развития паровых турбин и современные достижения в данной области. Типовая конструкция современной паровой турбины, принцип действия, основные компоненты, возможности увеличения мощности. Особенности действия, устройства крупных паровых турбин.
реферат [196,1 K], добавлен 30.04.2010Анализ действительных теплоперепадов и внутренних мощностей отсеков турбины. Сущность тепловой системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки. Понятие регенеративной и конденсационной установок. Конструкция и принципы работы турбины.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 09.09.2014Расчёт газовой турбины на переменные режимы (на основе расчёта проекта проточной части и основных характеристик на номинальном режиме работы газовой турбины). Методика расчёта переменных режимов. Количественный способ регулирования мощности турбины.
курсовая работа [453,0 K], добавлен 11.11.2014Ветряная энергия, строение малой ветряной установки. Количество лопастей, проблемы эксплуатации промышленных ветрогенераторов. Геотермальная энергия, тепловая энергия океана. Энергия приливов и океанических течений. Особенности приливной электростанции.
реферат [822,0 K], добавлен 04.02.2013Оценка расширения пара в проточной части турбины, расчет энтальпий пара в регенеративных отборах и значений теплоперепадов в каждом отсеке паровой турбины. Оценка расхода питательной воды, суммарной расчетной электрической нагрузки, вырабатываемой ею.
задача [103,5 K], добавлен 16.10.2013Исследование конструкции паровой турбины, предназначенной для привода питательного насоса. Основные технические характеристики и состав агрегата. Определение геометрических, режимных, термодинамических параметров и энергетических показателей турбины.
лабораторная работа [516,4 K], добавлен 27.10.2013Проект цилиндра паровой конденсационной турбины турбогенератора, краткое описание конструкции. Тепловой расчет турбины: определение расхода пара; построение процесса расширения. Определение числа ступеней цилиндра; расчет на прочность рабочей лопатки.
курсовая работа [161,6 K], добавлен 01.04.2012Предварительное построение общего теплового процесса турбины в h-S диаграмме. Расчет системы регенеративного подогрева питательной воды турбоустановки. Определение основных диаметров нерегулируемых ступеней с распределением теплоперепадов по ступеням.
курсовая работа [219,8 K], добавлен 27.02.2015История изобретения турбин; реактивный и активный принципы создания усилия на роторе. Рассмотрение действия машины Бранке, построенной в 1629 г. Конструкция паровой турбины Лаваля. Создание Парсонсом реактивной турбины, которая вырабатывает электричество.
презентация [304,7 K], добавлен 08.04.2014Основные принципы работы парогазотурбинной установки. Расчет удельной работы, затрачиваемой на сжатие воздуха в компрессоре, температуры газов после турбины газогенератора, мощности и удельной работы силовой турбины. Расчет паротурбинной части установки.
курсовая работа [99,2 K], добавлен 30.08.2011
