вертикальные ветроустановки "за и против"

[13127hkwxaxsax]

Я не сдаюсь!
Решил поиграть с цифрами.
на данный момент времени имею:
асинхронный двигатель
p квт=1.0квт
н=3000 об.сек.
м(крутящий момент его)=0,3246773333333334кгм
формулу крут. момента если кому нужно могу дать.
=======
P = 1/716,2 M x n, где P – мощность двигателя (л.с.) при n мин-1, M
– его крутящий момент (кгм) при тех же оборотах, а 1/716,2 – просто коэффициент
размерности (0,0013962580284837).
р=(0,0013962580284837)х крутящий момент (кгм) х обороты в минуту (n мин-1)
p=1квт.=1.36л.с.
=====
от сюда имею
м(крутящий момент его)=0,3246773333333334кгм
далее.
при мультике :
Д1=5см (на роторе генератора стоит ролик 5см)
Д2=200см (диаметр ветряка мультика 2метра)
мультик=1:400
при этих параметрах имеем
н=3000/400=7,5 об.мин (обороты ветряка)
далее.
берём ветряк (т.к. у меня нет формулы конкретного вертикального ветряка, я взял формулу Фатеева)
Р квт=0,000481 х Д^2 х V^3(формула Фатеева)
V-скорость ветра в сек. (=5 м.сек)
Д=Д2 (2 метра).
р=0,000481 х 2х2 х 5х5х5=0,2405 квт (формула Фатеева)
даже пусть будет р=0.08 (80 ват всего)..
Тогда.
при р=0.08, это (p=1квт.=1.36л.с.)
р квт=0,08
x(л.с.)=(1.36л.с. x 0,08)/1=0,1088л.с.
р л.с.=0,1088л.с.
n=40 об./мин
крутящий момент (кгм)=0,1088/((0,0013962580284837) х 40)=1,948063999999949 кгм.
n=7 об./мин
крутящий момент (кгм)=0,1088/((0,0013962580284837) х 7)=11,131794285714 кгм.
n=240 об./мин
крутящий момент (кгм)=0,1088/((0,0013962580284837) х 240)=0,3246773333333249 кгм.
Т.Е.
Ветряк = 80 ват (Д=2м, ветер=5сетров в сек )
при оборотах = 240 в мин. ветряк имеет момент силы=0,3246773333333249 кгм.
Т.е. разовьёт момент на колесе равный тому который мне нужно получить для 1 квт.
Если я его буду тормозить нагрузкой в 1 киловат, для которого нужен момент силы=0,3246773333333334кгм
при этом уменьшу скорость ветряка (за счёт нагрузки) до 7 оборотов в минуту, то поимею ...
240 обор/7 оборот=34 раза.
р=0.08квт х 34 раза =2,72квт
Т.О. вывод.
если я построю ветряк 2м (пока разговор идёт о горизонталке из-за формулы Фатеева) , это колесо мультика...
ну скажем так , беру обруч внутри его к внутренней стороне обруча креплю лопасти , а дальше обычный гор. ветряк..
(ЭТО ТОЛЬКО ПРЕДПОЛОЖЕНИЕ чтобы было понятно откуда я взял 2 метра колесо для мультика).
К этому обручу роликом цепляю асинхронный двигун с роликом на валу = 5 см.
Мультик имею 1:400
..
При достижении ветра (на холостых для замера) = 240 оборт. в мин. цепляется нагрузка которая уменьшает обороты до =7об.мин...
при этом ветряк начинает вырабатывать не 80 ват, а 1 квт.
...
Но чувствую где -то тут есть зерно..
Меня смущает мои подсчёты насчёт 5 метров в сек на 2-ух метрах лопастей...
Т.е. я как бы изначально не просчитанный ветряк с 80 ватами сую на 1 квт. нагрузку..
Известно всем что , больше чем даёт ветер я не возьму..
Но т.к. при ветре 5 м. сек , я имею 80 ват, то сколько будет для этого ветряка скорость ветра при 240 обр.в минуту я не знаю,
Вроде всё согласовал...
при 240 обр. получаю эти самые 0,3246773333333334кгм , которые как раз мне нужны для 1 квт при 3000 об.
Поправьте где я не прав.
и если кто знает, при ветряке в 2 м и оборотах в 240 об. мин. , это какой будет дуть втер силы и скорости ?
известно только что при 7 оборотах на ветряке и 1 квт (1,36 л.с.)
имеем крутящий момент=139,147428571425кгм
и известно ещё
=======Фатеев=========
что бы получить макс. киэв надо, чтобы
поверхность должна перемещаться со скоростью
U=1/3 x V (0.33 х V)
V- скорость ветра
========
Т.е. если мы имеем 5 метров в сек (скорость ветра)
V=5
то U=1/3 x V (0.33 х V)=1,65
При Д=2м, получим при 1 обороте колеса в сек имеем скорость 2х3.14х1м= 6,28 метра в сек.
и если оно будет вращаться не 1 оборот в сек а в 6,28 / 1,65=3,806060606060606 раза медленнее я буду иметь наивысший КИЭВ.
Кажется так.
..
голова пухнет..
мне кажется что надо как раз согласовать эти самые U=1/3 x V со скоростью вращения ветряка под нагрузкой.
Т.Е.
если я должен иметь скорость 7 оборот. в минуту при Д-2 метра, то 2х3.14х1м= 6,28х(7/60сек(оборотов в сек)= 0,1166666666666667)=6,28х0,1166666666666667=0,7326 666666666667 метра в сек...
А мне надо иметь при 5 метров в сек 1,65.
Т.Е.
Чтобы поиметь ветряк с нагрузкой на 1 квт при максим. КИЭВ мне надо дуть на него со скоростью
1,65/0,7326666666666667 =2,252047315741583 раза.
5метров в сек х 2,252047315741583 раза=11,26023657870792 метров в сек.
12метров в сек.
кажется так.
.......
продолжу поиски
Р квт=0,000481 х Д^2 х V^3(формула Фатеева)
Р квт=0,000481 х 2х2 х 12х12х12 =3,324672 ....(ой ля-ля..) приводим это все к СИ (3,324672/3 раза)=1,108224
...
Попробую обратным методом проверить. Через крут. момент.
Имеем m=139,147428571425кгм
=======
P = 1/716,2 M x n, где P – мощность двигателя (л.с.) при n мин-1, M
– его крутящий момент (кгм) при тех же оборотах, а 1/716,2 – просто коэффициент
размерности (0,0013962580284837).
р=(0,0013962580284837)х крутящий момент (кгм) х обороты в минуту (n мин-1)
p=1квт.=1.36л.с.
=====
x(л.с.)=(1.36л.с. x 1,108224квт )/1=1,50718464л.с.

n=7 об./мин х 2,252047315741583раза=15,76433121019108=16
крутящий момент (кгм)=1,50718464/((0,0013962580284837) х 16).

крутящий момент (кгм)=1,50718464/0,0223401284557392=67,46535244799825кгм
ветер мне отдаёт при макс КИЭВ =139,147428571425кгм
А я забираю всего то 67,46535244799825кгм
Т.Е.
я имею от того что мог бы забрать , всего 50%
..
Если всё верно в моих расчётах то наверное надо уже методом подгона одного к другому строить ветряк.
Если грубо на вскидку, то при Д=4метра и скорости ветра 6метров в сек я буду иметь те же 1 квт.
...
кстати вот тут
http://windpower-russia.ru/attachmen...4&d=1390681474
как раз он и есть

[bob691774]

13127hkwxaxsax
Не в каждом регионе есть эти 6 м\сек. Поэтому лопасти надо пересчитать и делать по 8 метров.

[13127hkwxaxsax]

Сообщение от bob691774

13127hkwxaxsax
Не в каждом регионе есть эти 6 м\сек. Поэтому лопасти надо пересчитать и делать по 8 метров.

Р квт=0,000481 х Д^2 х V^3(формула Фатеева)
Р квт=0,000481 х 8х8 х 6х6х6=6,649344/3=2,216448 многовато будет.
Р квт=0,000481 х 8х8 х 5х5х5=3,848/3=1,282666666666667 самый раз будет.
Т.Е.
при Д=8 и 5 метров в сек поимеем 1 квт.
нда-а-а-а-а-а-а
...
у меня конек крыши на даче имеет 6 метров...

[jeriho]

13127hkwxaxsax, Бр-р-р... Зачем вы привели 1,36 лошадь? Кто вам гену крутить будет? Ветер, или недополторы лошади? Как вы не поймёте, что больше чем есть в ветре, вы не получите! Если вы попытаетесь ( что вы и делаете) нагрузить его сильней, то упадут обороты вместе с крутящим моментом! Вы имеете мультик 1/400. Вы его крутить пробовали?

Сообщение от 13127hkwxaxsax

м(крутящий момент его)=0,3246773333333334кгм

Точность- вежливость королей!

[bob691774]

13127hkwxaxsax
Я когда в совдеповские годы работал на "ВетроэнергоМаше" так тогда 1 квт делали 3-х лопастные по 8 метров диаметра и мультипликатор 3 -х ступенчатый. В Калмыкии до сегодня ещё стоят такие ветряки.

[slav]

Сообщение от jeriho

13127hkwxaxsax, \\\ Вы имеете мультик 1/400. Вы его крутить пробовали?
Точность- вежливость королей!

Там всего 200/5= 40 , придётся ему пересмотреть некоторые моменты!

[Андрей П]

Здравствуйте.
В процессе беседы с Вами задумался какие испытания могу провести я сам. Живу в квартире лучшая площадка для испытаний эта крыша моей высотки ключ от чердака достану. Но там собрать полноценный ветряк мне не позволят максимум не большие модели. По этому встал вопрос как сравнивать.
Если вспомнить теорию то идеальный горизонтальный ветряк это тот который имеет бесконечное количество бесконечно тонких и бесконечно длинных лопастей. По аналогии идеальный вертикальный ветряк это тот у которого лопасти движущиеся навстречу потоку не испытывают ни какого сопротивления ветра а сам он не имеет веса и инерции. Лопасти такого идеального ветряка будут вращаться со скоростью ветра.
Значит я могу склеить из картона модели ветряков и тот у которого скорость вращения максимально приблизится к скорости ветра тот и будет лучше. И в дальнейшем построив по этой модели полноценную конструкцию можно быть уверенным в том что она лучшая потому что ее модель ближе к идеалу.
Насколько корректны такие испытания можно ли доверять результатам измерений небольших моделей. Хочу узнать Ваше мнение напишите что думаете.

[Alexwindwave]

Сообщение от slav

Там всего 200/5= 40 , придётся ему пересмотреть некоторые моменты!

Резиновый ролик Ф 5 см для мультика 200/5 прослужит хорошо, если неделю. Потом износ, замена - пробовал,знаю. Рабочие обороты ротора такого ветряка при ветре 5 м/сек будут не выше, чем 0,3-0,4 об/сек. Тоже пробовал, знаю. Т.е. на генераторе 12-16 об./сек. Это на хх. А под нагрузкой - зависит, как все тут понимают, от величины этой нагрузки.

Добавлено через 23 минуты

Сообщение от Андрей П

Значит я могу склеить из картона модели ветряков и тот у которого скорость вращения максимально приблизится к скорости ветра тот и будет лучше. И в дальнейшем построив по этой модели полноценную конструкцию можно быть уверенным в том что она лучшая потому что ее модель ближе к идеалу.
Насколько корректны такие испытания?.

По мне - будет некорректно. Вы легко добьётесь окружной скорости лопасти, равной скорости ветра, для "лопасти-пушинки", но когда, даже мысленно, привяжете к этой пушинке нитку и прицепите нагрузку (например, чтоб наглядно, грузик через блок-шкив), то тут уже будет играть главную роль не лёгкость лопасти и её малое сопротивление против ветра, а сила тяги - а она зависит от площади лопасти, её углов атаки, кривизны и много чего ещё.

Кстати, я как раз в Новый Год сварил очередной экспериментальный каркас под подобные опыты с ротором 0,9 м высотой и 0,37 м диаметром. В эту раму можно будет вставлять и разные по типу роторы, а по периметру крепить разные направляющие. И сравнивать. Но с нагрузкой!!! С генератором и светодиодными гирляндами.
Сделал такую маленькую модель для того, чтобы влезала в а/м и можно было привезти её и показать разным людям-начальникам и заказчикам потенциальным.

[roman8301]

Сообщение от Alexwindwave

Сделал такую маленькую модель для того, чтобы влезала в а/м и можно было привезти её и показать разным людям-начальникам и заказчикам потенциальным.

Не тратьте попусту время и деньги, чтобы получить коммерческую выгоду, люди уже научились считать деньги, если вы им не сможете предложить аргументированно окупаемость пяти лет, ни кто не взглянет на ваши проекты серьезно. Увы.

[13127hkwxaxsax]

Сообщение от slav

Там всего 200/5= 40 , придётся ему пересмотреть некоторые моменты!

Офигеть как я ошибся...
Спасибо за наводку.. вообще, я в шоке от своей головы.

Добавлено через 7 минут
roman8301, в деревнях будут желающие, но фирмы на сегодня ...им выгодней заделать склад чем производство.