Ветроэнергетика и альтернативная энергетика.

Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. (http://windpower-russia.ru/index.php)
-   Энергия ветра (http://windpower-russia.ru/forumdisplay.php?f=3)
-   -   Расчёты профильных лопастей. (http://windpower-russia.ru/showthread.php?t=207)

gda98 23.04.2011 09:18

Цитата:

Сообщение от Сергей (Сообщение 6808)
Дима, если ты помнишь было время я интересовался шестилопастником из трубы 200мм. Сказали можно выжать винт 2-2,2м максимум. А тут я вспомнил, что у меня есть кусок 315-той длинной меньше метра. И вот если обрезать винт Владимира по быстроходности 3, получится что нибудь?

надо смотреть

gda98 24.04.2011 00:35

Цитата:

Сообщение от Сергей (Сообщение 6825)
А в каком месте нужно смотреть? Может у меня получится, посмотреть? Просто направление мысли подскажи...

коэффициент заполнения надо смотреть.

petruha256 24.04.2011 01:16

Вложений: 2
Винт для Павла

и Расчет под Е387, геометрия выведена в отдельную таблицу, исправил пару багов, можно винт без крутки посчитать

Павел 24.04.2011 05:50

petruha256, Спасибо Вам огромное. Но я сдесь совсем не чего не разбираюсь ??????????

Сергей 24.04.2011 06:13

Цитата:

Сообщение от gda98 (Сообщение 6831)
коэффициент заполнения надо смотреть.

Ну посмотрел, на кончике 0,11 получается. Но это ведь получается чуть дальше разгонной лопатки, а если глянуть ближе к центру, так там побольше будет...

petruha256 24.04.2011 11:35

Цитата:

Сообщение от Павел (Сообщение 6852)
petruha256, Спасибо Вам огромное. Но я сдесь совсем не чего не разбираюсь ??????????

Павел, геометрию расчертить поможет gda98, вроде вот так.

petruha256 26.04.2011 01:08

Вложений: 2
Вот, оцифровал поляры на Clark-Y, и восстановил на NACA4412.

(это к проге "расчет ротора E387")

поле Cy-Cy вставляется на место поляр Е387 на 1-м листе программы (первое и третье поля)

поле К-К, соответственно во второе и четвортое поля.

Сергей 26.04.2011 02:12

Цитата:

Сообщение от petruha256 (Сообщение 7017)
Вот, оцифровал поляры на Clark-Y, и восстановил на NACA4412.

Спасибо petruha256. В этом вагоне цифр, радует хотя-бы то, что у CLARK с Re-220000 не меняется Су:). Осталось как-то врубаться что это коэффициент заполнения, и потом уже можно будет пробовать что-то прикидывать. Скажи, а на чём основан расчёт без крутки? Как по мне так лопасть то-же трапеция, утолщение к комлю вызвано мех прочностью. Если момент страгивания небольшёй, то и не стоит и заморачиваться с лапухами у комля. Или добавить лопатками из пластика. Ну шо это за доски по 400-500мм?



petruha256 26.04.2011 20:52

Цитата:

Сообщение от Сергей (Сообщение 7021)
Спасибо petruha256. В этом вагоне цифр, радует хотя-бы то, что у CLARK с Re-220000 не меняется Су:). Осталось как-то врубаться что это коэффициент заполнения, и потом уже можно будет пробовать что-то прикидывать. Скажи, а на чём основан расчёт без крутки? Как по мне так лопасть то-же трапеция, утолщение к комлю вызвано мех прочностью. Если момент страгивания небольшёй, то и не стоит и заморачиваться с лапухами у комля. Или добавить лопатками из пластика. Ну шо это за доски по 400-500мм?



Пожалуйста. Если пригодится, я только буду рад.

Про коэффициент заполнения сейчас попробую растолковать.

итак, предположим считаем, что КИЭВ идеального ветряка составляет 0,59, при этом степень торможения потока составляет 1/3, т.е. на винте имеем скорость 2/3 от скорости свободного потока.
V - скорость ветра

теперь возьмем кольцо в на произвольном радиусе r и толщиной dr
это кольцо во время работы имеет местную быстроходность z=Z*r/R

скорость потока, набегающего на лопасть на этом радиусе будет

Vreal=корень((V*2/3)*(V*2/3)+(V*z)*(V*z))

а угол, под которым поток набегает относительно плоскости вращения будет arctg((1-e)/z)

если допустить, что аэродинамическое качество на рабочем режиме достаточно высоко, то в первом приближении силу лобового сопротивления можно не учитывать, посчитаем рабочую проекцию коэффициента подъёмной силы, действующей на кольцо.
Сокр=Су*sin(arctg((1-e)/z).

теперь определим силу, которая действует на элемент лопасти в направлении вращения

Fокр=Cокр*Vreal*Vreal*1.19/2*площадь

площадь=dr*хорда

мощность, которую получает элемент лопасти Nэлемента= Fокр*omega*r = Fокр*V*z теперь эту мощность нужно помножить на количество лопастей и должна она равняться той мощности, которую идеальный ветряк отнимает у ветра, проходящего, через это элементарное кольцо.

идеальная мощность Nидеальная=идеальныйКИЭВ*V*V/2*1,19*(dr*2*3.1415*r).

теперь приравниваем Nэлемента*количество лопастей=Nидеальная
это всё.

Если задаться быстроходностью кончика Z, то для каждого элементарного кольца z известна. неизвестна только хорда.
Су снимаем с поляры для произвольного Re, из решения последнего уравнения находим хорду, проверяем Re - по получившемуся Re корректируем Су и находим новую хорду так несколько раз, пока хорда не станет постоянной.
Коэффициент заполнения выводится из этого уравнения (оно называется уравнение связи мощности), но он ровным счетом ничего не дает, и его используют для некоего абстрактного ветряка у которого аэродинамические параметры не зависят от режима обтекания.

Если заглянете на 3-й лист программы, то там есть две колонки - bi - это хорда вычисленная из уравнения связи и balt - это хорда, вычисленная из коэффициента заполнения, формулу которого дает Пигот. (вбил колонку для отладки и проверки формулы).

дело еще в том, что в уравнение нужно закладывать не идеальный КИЭВ, а КИЭВ за вычетом потерь на закрутку и на трение. Это если возникнет желание - уже сможете в програмке накопать сами

petruha256 26.04.2011 21:22

теперь про расчет лопасти без крутки

основывается он на корректировке базовой лопасти с круткой.

допускаем, что часть винта до 0,5R дает всего 25 процентов мощности и её можно рассчитывать как попало - что-нибудь да выдаст, и сосредотачиваемся на участке от 0,5R до R.

из того же уравнения связи мощности можно вывести, что произведение Су на хорду - должна быть величина постоянная.
теперь из произвольного сечения вибираем угол заклинения и присваиваем его всем остальным сечениям, поскольку угол набегания везде разный то и угол атаки=угол набегания-угол заклинения везде изменится и уйдет от расчетного.
поскольку изменится угол атаки, то изменится и Су во всех сечениях кроме выбранного, по произведению Су*хорда=const - найдем новую хорду.

если выбранное сечение (с которого сняли значение угла заклинения) выбрано неправильно, то хорда будет сильно изменяться по радиусу и может получиться на конце шире, чем в середине, тогда нужно просто взять другое сечение, если хорда получается почти одинаковая, то принимаем выбранное сечение (в смысле берем угол заклинения с этого сечения от базовой лопасти), распространяем этот угол на всю рабочую зону и принимаем усредненное значение хорды.

Добавлено через 10 минут


Очень многие авторы конструкций используют для лопастей достаточно толстые профили - с относительной толщиной 15 процентов и более.
Мотивируют это тем, что жесткость и прочность более тонких профилей может быть недостаточна.

Я проводил прочностные расчеты для стеклопластиковых лопастей, и получились результаты, говорящие о том, что с точки зрения прочности - действительно профили с 12% толщиной - не самый лучший вариант.

проблема заключалась в том, чтобы найти аэродинамические характеристики на другие профили для низких чисел Рейнольдса, чтобы можно было рассчитать винт.

Для нескольких профилей нашел - подходил по аэродинамике только один, и он весьма нетехнологичный.

на днях, когда искал поляры для кларка нашел поляры еще для нескольких профилей, которые в технологичности не хуже NACA4415, 4418, 0018, которые юзают ЛМВ ветроэнергетика и vvv, и по аэродинамике тоже неплохи.

Сейчас чувствую, что просто заманался оцифровывать эти поляры, больно утомительное это занятие, помогите, если есть желание, думаю кому-нибудь пригодятся результаты.


Часовой пояс GMT +4, время: 09:54.

Powered by vBulletin® Version 3.8.2
Copyright ©2000 - 2024, Jelsoft Enterprises Ltd. Перевод: zCarot
Copyright © 2010 Windpower Russia