Программа для расчета характеристик ветроколеса

[Сергей]

Ребята, а чё у меня нету кнопок внизу? "Расчёт", "Сохранить"...

[hecs]

BenGunn, Ну в общем понятно, спасибо за Ваш энтузиазм. Будем ждать продолжения.

[BenGunn]

Сообщение от Сергей

Ребята, а чё у меня нету кнопок внизу? "Расчёт", "Сохранить"...

Странно, у вас почему-то размер окна уменьшился. Попробуйте разверните программу во весь экран.

[Сергей]

Получилось...

[BenGunn]

Доработал вкладку “Проверка лопасти”. Теперь данные по генератору берутся с вкладки “Генератор”. Руководство пользователя пока не переписывал, так что расскажу, как работает программа на примере.
1) Вкладка “Генератор”.
Данные можно ввести вручную и на будущее сохранить в файле с помощью кнопки “Сохранить параметры”. Потом данные из файла можно будет загрузить в программу с помощью кнопки “Загрузить параметры”.
Поле “Максимальные обороты генератора” определяет, до каких оборотов мы проводим расчет.
Я воспользовался данными по генератору hecs(Файл Генератор.xls).
Нажав кнопку “Расчет”, получаем графики различных характеристик генератора. Например, КПД (рис. 1).
Далее идем на вкладку “Примерный подбор винта”. У меня в качестве примера взята лопасть, посчитанная в расчете Петрухи, длинной 1,5м, при ветре 8м/с и быстроходности 6,5. Изменяя параметр “Желаемая мощность”, добьемся того, что бы предполагаемый диаметр ветроколеса был около 3 метров (рис. 2).
По графику видно, что для быстроходности 6,5 коэффициент мультипликации примерно равен 2. Запомним это.

2) Вкладка “Проверка лопасти”.
Загрузим данные о лопасти(файл Лопасть.xls) и поляре(файл Поляра.xls).
Проведя расчет, мы видим график КИЭВ и относительного момента в зависимости от быстроходности для ветра 8м/с(рис. 3). Если нажать кнопку “Показать”, нам выведутся точные значения КИЭВ и мощности для заданного Z. Поля КИЭВ и Мощность защищены от записи, так как они предназначены для вывода данных. Что бы не путаться, фон у них другого цвета.
Из графика КИЭВ видно, что лопасть у нас получилась хорошая. Максимальный КИЭВ равен 0,468. При быстроходностях от 4 до 8 КИЭВ больше 0,4, что говорит о том, что винт хорошо будет отрабатывать порывы ветра.

Сергей, я сделал график, который вы просили, но немного поработать руками все же придется. Сейчас расскажу, как получить нужный вам график. Переходим на вкладку “Мощность” и выполняем расчет. Мы получаем график зависимости мощности от оборотов для ветра 8м/с(рис. 4). Дважды кликаем по графику, открывается окно для сохранения информации в файл(рис. 5). Сохраняем информацию, при этом у нас автоматически данные с графика выгрузятся в Excel файл. В файле в первой колонке будут данные по оси X, а в остальных колонках данные с графика. Если линия на графике одна, то будут заполнены 2 колонки, если лини две, то 3 колонки. Эта возможность доступна для всех графиков в программе.
После сохранения файла у вас за курсором будет рисоваться прямоугольник с белыми сторонами. Как сделать, что бы он не появлялся, я не знаю, но страшного ничего в нем нет. Это инструмент, для работы с графиками. Если на графике зажать левую кнопку мыши, сдвинуть курсор направо, то масштаб графика увеличится, а если налево, то масштаб вернется к первоначальному. Зажав правую кнопку мышки, можно сдвигаться по осям графика.
Я немного отвлекся, возвращаемся к графику для Сергея. В левой части формы изменяем, скорость ветра и снова выполняем расчет для всей лопасти, а затем расчет мощности. Сохраняем данные с графика в другой файл и т.д. Затем в Excel-е переносим данные в один файл и строим график. В результате получился такой график (рис. 6).

3) Вкладка “Взаимодействие ветроколеса с генератором”
Данные о генераторе будут браться с первой вкладки.
Заполняем дополнительные поля.
Сопротивление нагрузки – вынес сюда, так как, изменяя нагрузку, можно менять снимаемую с генератора мощность.
Коэф. мультипликации – думаю и так понятно. Помним, что мы будем использовать коэффициент 2.
КПД мультипликатора – можно указать примерный КПД мультипликатора.
Стар. момент генератора – стартовый момент самого генератора.
Момент сил сопротивления – это момент паразитных сил, которые тормозят генератор при вращении. Этот момент указывается с учетом коэффициента мультипликации. С помощью кнопки “=”, можно получить примерное значение этого момента, равное Стар. момент * Коэф. мультипликауии *100/КПД мультипликатора/2.

“Согласование с генератором”.
Указываем минимальный и максимальный ветер и выполняем расчет(рис. 7).
Из графиков видно, что ветряк стартует при скорости ветра 3м/с, но до скорости ветра около 4м/с, он почти не будет давать энергии(рис. 8). При 8м/с генератор выдаст 830Вт полезной мощности, что почти совпадает с 850Вт, которые мы указывали на вкладке “Примерный подбор винта” (рис. 2).
Попробуем ещё посчитать винт с длинной лопасти, увеличенной на 10%. Для этого слева в поле “Длина лопасти” введем 1,65. Хорда сечений автоматически промасштабируется под эту длину. Выполним расчет(рис. 9). График КИЭВ сместился левее, и теперь ветряк будет стартовать при меньшей скорости ветра, а максимальный КИЭВ будет достигаться примерно по середине отрезка рабочих ветров (4-8м/с – это из расчета Петрухи). Запомним это.

“Симулятор”
Момент инерции лопасти – момент инерции одной лопасти. Его можно посмотреть в расчете Петрухи. Программа сама умножит его на количество лопастей.
Файл с данными о ветре – файл Excel, в котором хранятся данные о ветре в виде Момент времени в секундах – скорость ветра. Пример файл “Ветер.xls”. В промежутках между точками данные находятся линейной интерполяцией.
Вычисляемые поля.
Полная энергия ветка – полная энергия ветра за все время симуляции. Данные выводятся в Вт*ч.
Отобранная энергия ветра – энергия ветра, отобранная ветряком.
Полезная энергия – энергия, полученная нагрузкой.
Вопрос ко всем, что лучше выводить, энергию, как сейчас или среднюю мощность?
КПД ветрогенератора - Полезная энергия/ Полная энергия ветка*100.

Выполняем расчет.
Ветер достаточно слабый и порывистый (рис. 10).
Видно как проседает КИЭВ (рис. 11) из-за того, что ветер становится слабее, чем ветер, который требуется для нормальной работы ветряка. Закономерно КПД получился всего 19,7%.
Теперь посмотрим, как поведет себя ветряк с лопастью длиной 1,65 метра.
Картина получилась уже существенно лучше (рис. 12). КПД стал 30,57%, что в 1,5 раза больше. А полезной энергии мы получили 2,15 Вт*ч (было 1,15Вт*ч), это почти в 2 раза больше, хотя если считать только через обметаемую площадь мы должны были получить прибавку всего в 21%.
Этот пример показывает, что хорошо подобранные лопасти могут существенно увеличить КПД ветряка при малых ветрах. На нормальных скоростях ветра разница будет менее заметна.

Вроде все. В архиве программа и файлы с данными. Жду замечаний и пожеланий. А пока буду доделывать конструктор лопастей.

[Сергей]

Сообщение от BenGunn

Сергей, я сделал график, который вы просили

Опять же, наверное это всё касается полнопрофильных лопастей. Правильно?

[BenGunn]

Сообщение от Сергей

Опять же, наверное это всё касается полнопрофильных лопастей. Правильно?

Пака да. Завтра постараюсь сделать вариант для желобков.

[BenGunn]

Сообщение от Сергей

Опять же, наверное это всё касается полнопрофильных лопастей. Правильно?

Сделал вариант для желобков, но надо подбирать поляры для больших углов, иначе при малой быстроходности получается фигня(см. рис.).
Сравнил свои результаты с результатами из расчетных таблиц. Вроде, похоже получилось.

[BenGunn]

Вопрос к знатокам. Я делал расчет желобка на основе файла(см. вложение).
1) Как получены поляры, которые используются в этом файле?
2) Как подбирается лопасть с помощью этого файла?
3) Как я понял, есть ещё и другие таблицы для расчетов, можете скинуть и их.

[Сергей]

1) Инициатор создания этой таблички, petruha256.
Если я правильно понял, то кроме программы Профили, есть ещё проги в которых можно начертив профиль получить поляры для него. Потом они переносились в эту табличку.
2) Что значит "Как подбирается"?
Есть параметры генератора, есть мультипликатор, есть момент страгивания.
В чём вопрос, я так и не понял.
3) Есть ещё модификация этой таблички. По ней hecs считал свой винт.
Если я правильно понял, она отличается от базовой в возможности подбора оптимального коэффициента торможения для различных участков лопасти.

Добавлено через 9 минут
Вот сейчас переместил её в библиотеку
http://windpower-russia.ru/forum/sho...0&postcount=37