Расчет относительных параметров геометрии лопасти

Для e = e_opt = 0,3375 при числе сечений лопасти n = 10 определяем геометрию выбранных сечений.

Вычислим относительный радиус расположения сечения лопасти :

 

(11)

к= 1,2, …, 10;

 

 

Тогда коэффициент быстроходности сечения лопасти равен:

 

(12)

 

Число относительных модулей сечения лопасти определяется по формуле:

 

(13)

 

Определяем коэффициент суммарной нагруженности сечений лопастей, находящихся в зоне действия элементарной кольцевой струи:

 

(14)

 

Коэффициент подъемной силы периферийного сечения . Используя таблицу 2, находим, что , следовательно

Относительная хорда (в долях наружного радиуса колеса) периферийного сечения определяется по формуле

 

(15)

лопасть ветроколесо нагрузка энергоустановка

Коэффициент подъемной силы корневого сечения:

 

.

 

Из таблицы 1 имеем , следовательно, .

Находим относительную хорду (в долях наружного радиуса колеса) корневого сечения

 

(16)

 

Вычисляем относительную хорду (в долях радиуса колеса) промежуточного сечения, используя формулу (17):

 

(17)

 

По формуле (27) находим коэффициент подъемной силы промежуточного сечения:

 

(18)

 

Радиус расположения сечения лопасти определяем по формуле (19)

 

(19)

 

Относительный шаг между сечениями:

(20)

 

Расстояние между сечениями лопасти определятся выражением(21)

 

(21)

 

Для определения относительной толщины профиля , воспользуемся формулой:

 

(22)

 

Результаты представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 - Расчёт относительных хорд и толщин

rk отн	Zk	Zuk	Cнагр k	μ min	0,0085	b k отн	C y k	c k отн
0,20	1,3	2,22	0,599	Cy	1,0760	0,145	1,374	0,3
0,29	1,88	3,07	0,327	C y пер	1,0760	0,135	0,808	0,293
0,38	2,46	3,94	0,202	b пер	0,05	0,124	0,542	0,284
0,47	3,03	4,83	0,136	C y кор	1,3743	0,114	0,400	0,274
0,56	3,61	5,71	0,098	b кор	0,145406	0,103	0,316	0,261
0,64	4,19	6,61	0,073	c кор	0,3	0,092	0,265	0,246
0,73	4,77	7,50	0,057	с пер	0,12	0,082	0,233	0,227
0,82	5,34	8,40	0,046			0,071	0,214	0,202
0,91	5,92	9,30	0,037			0,061	0,205	0,168
1,00	6,5	10,20	0,031			0,050	0,207

 

Найдём углы атаки, притекания и установки профиля. Определим номер элемента на восходящей ветви исходных значений характеристики , ближайшего к  и большего его. Сравниваем  с возрастающей по величине частью массива (см. таблицу 2). Определяем угол атаки промежуточного сечения по формуле:

 

(23)

 

Углы притекания сечений лопасти равны: (24)

Находим угол заклинения (установки) сечения лопасти:

φ _k = β _k - α _k (25)

 

Найденные углы представлены в таблице 5.

 

Таблица 5 - Углы атаки, притекания и установки профиля

αk, град.	βk	φk, град.
	24,27	24,27
-3,12	18,05	24,24
-2,40	14,24	18,64
-1,58	11,71	15,29
-0,27	9,93	10,20
1,30	8,61	7,30
3,03	7,59	4,56
4,88	6,79	1,91
6,81	6,14	-0,67
7,79	5,60	-2,19

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)