Выбор схемы установки, способа ориентации и основных расчётных параметров

Проектирование лопасти для ветровой энергоустановки мощностью 3 кВт

пояснительная записка к домашнему заданию по курсу:

«Проектирование ветроагрегатов»

ХАИ.441э.04.ПВ.11.ПЗ.00

 

Выполнила:

студентка 441-э

Джафарова А.И.

Руководитель:

Легошин Д.В.

 

 

Харьков 2011

Содержание

Техническое задание

Раздел 1. Выбор схемы установки, способа ориентации и основных расчётных параметров

1.1 Определение коэффициентов идеальной и расчётной мощности

1. 2 Расчет относительных параметров геометрии лопасти

1. 3 Расчет размерных параметров ветроколеса

1. 4 Мощностные и моментные характеристики лопасти

Раздел 2. Нагрузки, действующие на лопасть, и определение соответствующих внутренних силовых факторов

  Определение нагрузок, действующих на лопасть. Определение аэродинамической поперечной силы Q_y и изгибающего момента M_x в координатной плоскости y-z; Q_x и M_y в координатной плоскости x-z

Определение веса лопасти

Определение центробежных сил инерции

.4 Определение параметров напряженого состояния в опасных точках комлевого сечения лопасти при ω=const

Определение касательных напряжений от действия поперечних сил

Заключение

Список литературы

Техническое задание

 

Спроектировать лопасть сетевой ветровой энергоустановки мощностью 10кВт для частного дома, рассчитать её основные геометрические параметры и определить оптимальные углы установки.

Исходные данные

Для расчета лопасти принимаются следующие условия:

1.    Средняя скорость ветра - 8 м/с;

2. Установленная мощность ВЭУ - 3 кВт;

.   Профиль лопасти - NACA 2414 (характеристики приведены в таблице 2);

.   Толщина - 15%;

.   Быстроходность - Z=6,5.

Расчет размерных параметров ветроколеса

 

Определяем наружный диаметр:

 

,(26)

где Р - мощность ВЭУ, Вт;

С_р- коэффициент мощности, С_р=0,45;

ρ- плотность воздуха, ρ = 1.23 кг/м³;

 - рабочая скорость ветра,  =8м/с;

η - общий КПД ВЭУ:

 

,(27)

 

Где η_Г = 0,85 - КПД генератора;

η_СП = 0,80 - КПД всей системы преобразователей.

Вычислим общий η установки по формуле (27):

 

η=0, 8 5×0, 8=0,68;

Вычислим наружный диаметр ветротурбины, используя формулу (26):

 

Радиус ветроколеса

R = 6,5 /2 = 3,25 м.

Внутренний диаметр ветроколеса

 

 м.

Радиус расположения сечения лопасти определяется формулой:

 

Относительный шаг между сечениями находим по формуле:

 

(28)

 

Расстояние между сечениями лопасти (шаг), определяем исходя из (29)

 

(29)

Проектирование лопасти для ветровой энергоустановки мощностью 3 кВт

пояснительная записка к домашнему заданию по курсу:

«Проектирование ветроагрегатов»

ХАИ.441э.04.ПВ.11.ПЗ.00

 

Выполнила:

студентка 441-э

Джафарова А.И.

Руководитель:

Легошин Д.В.

 

 

Харьков 2011

Содержание

Техническое задание

Раздел 1. Выбор схемы установки, способа ориентации и основных расчётных параметров

1.1 Определение коэффициентов идеальной и расчётной мощности

1. 2 Расчет относительных параметров геометрии лопасти

1. 3 Расчет размерных параметров ветроколеса

1. 4 Мощностные и моментные характеристики лопасти

Раздел 2. Нагрузки, действующие на лопасть, и определение соответствующих внутренних силовых факторов

  Определение нагрузок, действующих на лопасть. Определение аэродинамической поперечной силы Q_y и изгибающего момента M_x в координатной плоскости y-z; Q_x и M_y в координатной плоскости x-z

Определение веса лопасти

Определение центробежных сил инерции

.4 Определение параметров напряженого состояния в опасных точках комлевого сечения лопасти при ω=const

Определение касательных напряжений от действия поперечних сил

Заключение

Список литературы

Техническое задание

 

Спроектировать лопасть сетевой ветровой энергоустановки мощностью 10кВт для частного дома, рассчитать её основные геометрические параметры и определить оптимальные углы установки.

Исходные данные

Для расчета лопасти принимаются следующие условия:

1.    Средняя скорость ветра - 8 м/с;

2. Установленная мощность ВЭУ - 3 кВт;

.   Профиль лопасти - NACA 2414 (характеристики приведены в таблице 2);

.   Толщина - 15%;

.   Быстроходность - Z=6,5.

Выбор схемы установки, способа ориентации и основных расчётных параметров

На начальном этапе проектирования была собрана статистика и изучена литература по существующим установкам подобного класса. На основе этого были выбраны: схема установки - трехлопастная с горизонтальной осью вращения и способ ориентации - по направлению ветра.

На следующем этапе были приняты основные параметры для расчёта (таблица 1)

 

Таблица1 - Основные расчётные параметры

Наименование параметра	Обозначение	Единицы измерения	Вели-чина
Количество лопастей	iл	о. е.	3
Предварительно заданный коэффициент быстроходности на конце лопасти в рабочей точке характеристики ветроколеса	ZR	о. е.	6,5
Коэффициент мощности	Ср	о.е.	0,45
Относительный радиус расположения корневого сечения лопасти	о. е.0,2
Число сечений лопасти	n	о. е.	10
Число точек деления задаваемого интервала коэффициента торможения для выбора его оптимального значения	ne	о. е.	11
Относительная толщина профиля лопасти у корня	о. е.0,30
Относительная толщина профиля лопасти на периферии	о. е.0,12
Поправочный коэффициент при расчете коэффициента мощности	K мощн	о. е.	0,8

 

Таблица 2 - Характеристики профиля n2414

а, град	Cya	Cx	μ
-8	-0,6150	0,0093	-0,0151
-6	-0,3750	0,0081	-0,0216
-4	-0,1340	0,0073	-0,0545
-2	0,1080	0,0067	0,0620
0	0,3490	0,0071	0,0203
2	0,5910	0,0074	0,0125
4	0,8310	0,0084	0,0101
6	1,0760	0,0091	0,0085
8	1,2810	0,0112	0,0087
10	1,4300	0,0134	0,0094
12	1,5270	0,0168	0,0110
14	1,5730	0,0206	0,0131
16	1,5660	0,0252	0,0161
18	1,5050	0,0307	0,0204
20	1,3870	0,0370	0,0267