Ветроэнергетика и альтернативная энергетика.  

Вернуться   Ветроэнергетика и альтернативная энергетика. > Альтернативная энергетика > Энергия ветра

Энергия ветра все о преобразовании кинетической энергии ветра

Ответ
 
Опции темы Поиск в этой теме Опции просмотра
Старый 21.06.2012, 11:29   #1
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
Вес репутации: 12
BenGunn на пути к лучшему
По умолчанию Программа для расчета характеристик ветроколеса

Хочу представить на суд общественности свою программу, для расчета характеристик ветроколеса. В отличие от расчетов Петрухи, моя программа, не подбирает гиометрию лопасти, а уже по существующей геометрии считает характеристики ветроколеса, при различной быстроходности и скорости ветра. Поэтому мою программу можно считать дополнением к расчетам Петрухи, с помощью которого можно получить более полную информацию о ветроколесе.
В архиве лежит сама программа с исходниками и руководство по её использованию.
На данные момент программа строит графики зависимости
1) КИЭВ и относительного момента от быстроходности(картинка 1).
2) Коэффициента торможения потока от относительно радиуса (картинка 2).
3) Числа Рейнольдса от относительно радиуса (картинка 3).
4) Угла атаки от относительно радиуса (картинка 3).

Это первоначальный вариант программы. В дальнейшем я планирую её дорабатывать, но мне надо понять какие характеристики надо выводить.

Так же у меня в планах сделать вкладку, на которой можно будет указать характеристики генератора и используя эти характеристики построить графики зависимости от ветра: оборотов, КИВЭ, быстроходности, механической мощности на ветряке и полезной мощности генератора. Программа позволяет получить очень большое количество данных. Но я пока плохо разбираюсь в генераторах, поэтому мне нужна помощь, что бы правильно его смоделировать.

После добавления генератора, появится возможность сделать симулятора, который беря из Excel файла данные по скорости ветра, будет моделировать работу ветряка с учетом момента инерции ветроколеса. А потом с помощью этого симулятора, можно будет тестировать алгоритмы контроллеров работы ВГ.

В общем планов море, но мне не хватает знаний, поэтому прошу помощи у более опытных форумчан. Думаю получится отличное ПО для моделирования ветряков.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 1.jpg
Просмотров: 1907
Размер:	104.3 Кб
ID:	7379   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 2.jpg
Просмотров: 1312
Размер:	103.7 Кб
ID:	7380   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 3.jpg
Просмотров: 1187
Размер:	112.1 Кб
ID:	7381   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 4.jpg
Просмотров: 1192
Размер:	89.2 Кб
ID:	7382  
Вложения
Тип файла: rar Расчет характеристик лопасти.rar (767.6 Кб, 1975 просмотров)

Последний раз редактировалось BenGunn; 21.06.2012 в 11:58.
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Старый 21.06.2012, 17:11   #2
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
Вес репутации: 12
BenGunn на пути к лучшему
По умолчанию

Сделал простенькую имитацию генератора. Задаю мощность потребляемую генератором, при определенных оборотах и считаю, что эта мощность имеет квадратичную зависимость от оборотов, кпд считаю неизменным. Результаты на картинках.

Вечером попробую дописать симулятор ветряка, что бы была возможность посмотреть, как ветряк будет работать на порывистом ветру.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 5.jpg
Просмотров: 1189
Размер:	95.5 Кб
ID:	7383   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 6.jpg
Просмотров: 1177
Размер:	96.8 Кб
ID:	7384   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 7.jpg
Просмотров: 1049
Размер:	101.3 Кб
ID:	7385   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 8.jpg
Просмотров: 1252
Размер:	78.6 Кб
ID:	7386  
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Старый 21.06.2012, 17:27   #3
Илья МГУ
VIP
 
Аватар для Илья МГУ
 
Регистрация: 10.06.2011
Сообщений: 503
Вес репутации: 13
Илья МГУ на пути к лучшему
По умолчанию

Мегакруто! Будет чем заняться долгими зимними
Илья МГУ вне форума   Ответить с цитированием
Старый 21.06.2012, 19:44   #4
hecs
VIP
 
Аватар для hecs
 
Регистрация: 29.04.2011
Адрес: Латвия
Сообщений: 1,309
Вес репутации: 14
hecs на пути к лучшему
По умолчанию

В этой программе бы объединить петрухину программу по расчёту лопастей, чтобы не таскать данные из проги в прогу, считать то всё равно там, и программу расчёта генератора, на вроде той что я для голденмотора делал, на предмет согласования винта и генератора. А то может оказаться быстрее ветрогенератор построить, чем все циферки повбивать.
hecs вне форума   Ответить с цитированием
Старый 21.06.2012, 20:50   #5
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
Вес репутации: 12
BenGunn на пути к лучшему
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от hecs Посмотреть сообщение
В этой программе бы объединить петрухину программу по расчёту лопастей, чтобы не таскать данные из проги в прогу, считать то всё равно там, и программу расчёта генератора, на вроде той что я для голденмотора делал, на предмет согласования винта и генератора. А то может оказаться быстрее ветрогенератор построить, чем все циферки повбивать.
В дальнейшем я планирую сделать часть, которая будет рассчитывать лопасти, но для начла надо определится по какому критерию оценивать эффективность лопасти.
Расчет генератора я хочу добавить, но я в генераторах плохо разбираюсь. Смотрел ваш расчет для моторколеса, но толком ничего не понял. Надо будет подробнее обсудить, как рассчитываются характеристики генератора, и какие входные параметры требуются.

Перед тем, как выкладывать программу, я отправил её Петрухи. От него пришли замечания и вопросы, отвечу на них здесь.
Цитата:
Я правильно понял, что длинна лопасти = радиусу ветроколеса?
Да. Только длина лопасти считается начиная от оси вращения.

Цитата:
При изменении длинны лопасти хорда масштабируется?
Да.

Цитата:
Относительный радиус начала (корня) лопасти может быть произвольным?
Да. Радиус начала лопасти берется по точки с наименьшим радиусом.

Цитата:
непонятно как в расчете учитывается вводимый угол заклинения? Он ведь вроде в описании лопасти для каждого сечения дан? Или это угол атаки? Или угол поворота лопасти от начального положения?
Изначально угол заклинивая равен 0 и считается угол заклинивания из файла с лопастями. Изменение параметра “Угол заклинивания” надо воспринимать, как поворот всей лопасти на этот угол. С помощью этого параметра можно например моделировать ошибки при установке лопастей. Сравните первую картинку с картинкой из первого сообщения. Отклонение всего на 3 градуса, привело к существенному изменению графика.

Цитата:
желательно вывести в поле отображения ометаемую площадь ветроколеса. Не помешает значение частоты вращения ветроколеса для заданного ветра и быстроходности, значение силы лобового давления. Ну и остальные силовые факторы - на переспективу (изгибающие моменты рабочие и при рулении, прогибы лопасти, напряжения деформации, частоты собственных колебаний)
Все это будет на отдельной вкладке виде чисел или графиков. Просто, с вычислением некоторых параметров надо разобраться.

Цитата:
ось быстроходности больше 12 не показывает, а было бы лучше, если бы она заканчивалась на значении соответствующем КИЭВ=0, чтобы было можно понять, до каких оборотов раскрутится винт при аварии ограничителя оборотов и внезапном пропадании нагрузки.
Сделаю, это не сложно.

Цитата:
по Рис.10 – можно выводить предупреждение о том, что угол атаки закритический и расчет неверный и далее описание порядка действий («увеличьте угол….» или «…..»).
Сделаю.

Цитата:
форма лопасти в окне тоже не помешает, с указанием концевой и корневой хорды. Или вообще сделать поля для ввода углов заклинения и хорд (с шагом например 10% от радиуса) тогда получится сразу и полуавтоматическое проектирование формы лопасти и анализ её работы.
То же можно сделать. Только вопрос, как определять хорду и угол заклинивания у промежуточных точек? Сейчас у меня сделана самая простая линейная инторполяция.

Цитата:
Не понятно по номерам профиля в поляре – просто продолжаем таблицу с другим номером после единицы?
Да. Пример на второй картинке. Это поляра для профиля Эсперо при различной его толщине. 1 – толщина 24%, 5 – 12%, остальное получено интерполяцией.

Цитата:
с точкой вместо запятой – вообще засада полная…. нельзя сделать, чтобы программа сама при необходимости меняла запятую на точку? Очень неплохо было бы. А то так с numpad цифры вводить дюже неудобно.
Попробую сделать.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 9.JPG
Просмотров: 1094
Размер:	95.1 Кб
ID:	7387   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 10.JPG
Просмотров: 1335
Размер:	293.9 Кб
ID:	7388  
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Старый 21.06.2012, 21:19   #6
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
Вес репутации: 12
BenGunn на пути к лучшему
По умолчанию

Теперь немного о том, что я заметил, используя эту программу.
1) Очень большое влияние точности установки лопасти на характеристику ветряка. Это показано в предыдущем сообщении. Отклонение в 3 градуса, привело к потере почти 10% мощности.
2) В качестве тестовой лопасти, я использовал лопасть, полученную с помощью расчета Петрухи (файл во вложении). Лопасть рассчитывалась на быстроходность 6,5 при 8м/с. Как видно из графиков, максимальный КИЭВ достигается при z=5,5, т.е. лопасть не догружена, но это даже хорошо.
3) Влияние Re на график КИЭВ заметно, но не критично (смотрите рисунки 1 и 2).
4) Получил интересную картину, когда начал смотреть, как согласуются лопасти и генератор при различном ветре. Сейчас у меня не учитываются залипания, но даже без них до скорости 3,5 м/с ветряк почти не вырабатывает энергии (рис 3), хотя и крутится (рис. 4). Наверное, это происходит из-за того, что при малом ветре мощность генератора в зависимости от оборотов растет быстрее, чем мощность ветряка. Этот эффект позволяет объяснить, почему при малом ветре, без нагрузки ветряк раскручивается, но при подключении нагрузки быстро сбрасывает скорость. Мне кажется, при расчете стартовой скорости надо учитывать не только залипания, но и этот эффект.
Миниатюры
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 11.JPG
Просмотров: 1095
Размер:	95.2 Кб
ID:	7389   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 12.JPG
Просмотров: 1066
Размер:	95.3 Кб
ID:	7390   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 13.JPG
Просмотров: 969
Размер:	91.4 Кб
ID:	7391   Нажмите на изображение для увеличения
Название: 14.JPG
Просмотров: 1051
Размер:	89.3 Кб
ID:	7392  
Вложения
Тип файла: xls Расчет ротора S8037-16.xls (856.0 Кб, 1007 просмотров)
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Старый 21.06.2012, 23:31   #7
Александр
Администратор
 
Аватар для Александр
 
Регистрация: 25.02.2010
Адрес: Латвия, Сигулда
Сообщений: 820
Вес репутации: 10
Александр на пути к лучшему
По умолчанию

BenGunn, Нужно бы поправить "угол заклинивания" на "угол заклинения". Именно так он называется в терминологии.
Александр вне форума   Ответить с цитированием
Старый 22.06.2012, 01:16   #8
Роберт
новичок
 
Регистрация: 23.03.2012
Адрес: инопланетянин
Сообщений: 1
Вес репутации: 0
Роберт на пути к лучшему
По умолчанию

BenGunn , молодец!классная работа! руководство к пользователю поразил меня.
1. быстрохожность или правильнее "быстроходность"?
2. в каких единицах измерения устанавливается шаг дуйм на 1 оборот или мм на 1 оборот?
Роберт вне форума   Ответить с цитированием
Старый 22.06.2012, 02:46   #9
bob691774
VIP
 
Аватар для bob691774
 
Регистрация: 31.05.2012
Адрес: Астрахань
Сообщений: 529
Вес репутации: 12
bob691774 на пути к лучшему
Отправить сообщение для bob691774 с помощью Skype™
По умолчанию

Удивлён.
Класная работа. Прошу Вас дать совет по выбору лопасей на свой ветряк 1,5 квт.
И если можно конструкцию.
bob691774 вне форума   Ответить с цитированием
Старый 22.06.2012, 08:44   #10
BenGunn
VIP
 
Регистрация: 16.05.2012
Адрес: Пермь
Сообщений: 641
Вес репутации: 12
BenGunn на пути к лучшему
По умолчанию

Цитата:
Сообщение от Роберт Посмотреть сообщение
BenGunn , молодец!классная работа! руководство к пользователю поразил меня.
1. быстрохожность или правильнее "быстроходность"?
2. в каких единицах измерения устанавливается шаг дуйм на 1 оборот или мм на 1 оборот?
1) Там опечатка, уже исправил у себя.
2) Параметр “шаг” я не правильно назвал. Переименую его в количество сечений, так как он определяет, на сколько сечений мы разобьем лопасть при расчете. Этот параметр безразмерный и должен быть равен целому числу.

Цитата:
Удивлён.
Класная работа. Прошу Вас дать совет по выбору лопасей на свой ветряк 1,5 квт.
И если можно конструкцию.
Конкретные советы по конструкции я дать не могу, это надо спрашивать в более опытных форумчан. Могу помочь только с расчетом лопастей. Но для нормального расчета нужны данные по генератору (на каких оборотах с конкретной нагрузкой он выдает некую мощность, КПД и т.д.), без этого никуда. Сейчас могу только сказать, что если вы хотите получить 1,5кВт уже при 8м/с, то диаметр горизонтального ветряка будет около 4 метров.

Пока программа сырая и пока находится на уровне “проиграться” параметрами и посмотреть изменения характеристик. Но я буду её активно доделывать, надеюсь с вашей помощью. Сейчас надо определиться с разбиением программы на отдельные составляющие, что бы можно было последовательно их доделывать. Например, так
1) Подбор геометрии лопасти.
2) Получение характеристик для различных значений быстроходности и скорости ветра.
3) Проверка согласованности ветроколеса и генератора.
4) Симулятор ветряка, для проверки реакции ветряка на порывы ветра и отработки алгоритмов изменения нагрузки для контроллеров.

Замечания и предложения приветствуются.
BenGunn вне форума   Ответить с цитированием
Ответ

Опции темы Поиск в этой теме
Поиск в этой теме:

Расширенный поиск
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Вкл.

Быстрый переход

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Индекс цитирования
Flag Counter

Часовой пояс GMT +4, время: 19:22.


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