Хорда сечения находится из соотношения (30)

 

(30)

 

Толщина сечения определяется в соответствии с (31)

 

(31)

 

Результаты расчёта представим в таблице 6.

 

Таблица 6 - Хорды, толщины и радиусы расположения сечений

№	r k	Δ r отн	Δ r	b k	c k
1	0,65	0,089	0,289	0,47	0,14
2	0,94			0,44	0,13
3	1,23			0,40	0,11
4	1,52			0,37	0,10
5	1,81			0,33	0,09
6	2,09			0,30	0,07
7	2,38			0,27	0,06
8	2,67			0,23	0,05
9	2,96			0,20	0,03
10	3,25			0,16	0,02

Определим скорость и частоту вращения ветротурбины, используя формулы:

 

(32)

(33)

ω =(6,5×8)/3,24=18;

n = (30×18)/3,14=172 об/мин.

 

Окружная скорость в каждом сечении рассчитывается по формуле:

 

, где (34)

 

 - радиус лопасти в i-том сечении.

Значение относительной скорости набегания потока определяем по формуле (35):

 

(35)

 

Найденные значения относительных и окружных скоростей для каждого значения занесены в таблицу 7.

 

Таблица 7 - Относительные и окружные скорости каждого сечения

№ сечения	Ui, м/с	Wi, м/с
1	11,7	14,17
2	16,9	18,70
3	22,1	23,50
4	27,3	28,45
5	32,5	33,47
6	37,7	38,54
7	42,9	43,64
8	48,1	48,76
9	53,3	53,90
10	58,5	59,04

 

Мощностные и моментные характеристики лопасти

 

Мощностная характеристика - зависимость С_р = f(Z).Эта кривая может быть аппроксимирована при помощи двух парабол - квадратичной и кубической, если известны значения быстроходности для максимальной (Z_max) и оптимальной (Z_opt) мощности.

Правая ветвь характеристики С_р = f(Z) в пределах быстроходности Z_opt<Z<Z_max может быть аппроксимирована квадратичной параболой:

 

(36)

 

Левая ветвь характеристики (при Z<Z_opt) может быть аппроксимирована кубической параболой:

 

(37)

 

Для ветроколес с лопастями, имеющими в своих сечениях профиль типа "NACA 2414", величины Z_opt, Z_max и  зависят от параметра s _периф и могут быть аналитически рассчитаны.

Параметр s _периф представляет собой суммарную относительную хорду профилей на периферии и играет существенную роль при построении характеристик ветроколеса. Выражение s _периф для произвольного сечения лопасти через относительную в долях радиуса хорду  и число лопастей i_л имеет вид

 

 

Для единообразия будем рассматривать параметр s на конце лопасти, то есть на периферии:

 

(38)

 

Зависимости Z_opt (s _периф) и Z_max (s _периф) хорошо аппроксимируются такими гиперболическими зависимостями:

 

(39)

(40)

 

Кривая зависимости  аппроксимируется квадратической параболой:

 

(41)

 

Зависимость коэффициента момента от быстроходности C_m = C_m (Z) также аппроксимируется двумя зависимостями:

для правой ветви

 

(41)

 

для левой ветви

(42)

 

Для спроектированного ветроколеса σ _пер = 0,15; Z_opt = 7,97; Z_max = 15; C_pmax = 0,39.

В результате использования формул (36, 37, 41, 42) определяем зависимости коэффициента мощности и коэффициента использования энергии ветра от коэффициента быстроходности. Результаты расчётов представим в виде графиков.

 

Рис.1 Вид зависимости Сp(Z)

 

Рис.2 Вид зависимости Cm(Z)