Аеродинамика на вятърни турбини с хоризонтална ос

Ветрогенератор. Цена разочарования или дорогой флюгер. Автономные источники энергии. (Юни 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Извличане на кинетичната енергия от вятъра

Вятърната турбина е устройство за извличане на кинетична енергия от вятъра. Чрез премахването на част от кинетичната енергия вятърът трябва да се забави, но само тази маса въздух, която преминава през роторния диск, е засегната.

Ако се приеме, че засегнатата маса въздух остава отделена от въздуха, който не преминава през роторния диск и не забавя граничната повърхност, може да бъде изтеглена, съдържаща засегнатата въздушна маса и тази граница може да бъде разширена нагоре, както и надолу, поточна тръба с кръгло напречно сечение. Не преминава въздух през границата и така скоростта на масовия поток на въздуха, протичащ по тръбата на потока, ще бъде еднакъв за всички поточни положения по тръбата на потока.

Тъй като въздухът в тръбата на потока се забавя, но не се пресова, площта на напречното сечение на потока тръба трябва да се разшири, за да поеме по-бавно движещия се въздух (Фигура 1).

Въпреки че кинетичната енергия се извлича от въздушния поток, внезапната стъпка на промяна на скоростта не е нито възможна, нито желателна поради огромните ускорения и сили, които това би изисквало. Енергията под налягане може да бъде извлечена по стъпка по подобен начин и всички вятърни турбини, независимо от техния дизайн, работят по този начин.

Фигура 1 Енергийна екстрахираща тръба на вятърна турбина

Наличието на турбина води до постепенно забавяне на приближаващия въздух, нагоре по веригата, така че когато въздухът пристигне на роторния диск, неговата скорост вече е по-ниска от скоростта на вятъра в свободен поток.

Тръбата тръба се разширява в резултат на забавянето и, тъй като все още не е извършена никаква работа или въздухът, нейното статично налягане се повишава, за да абсорбира намаляването на кинетичната енергия. Тъй като въздухът преминава през роторния диск, по конструкция има спад в статичното налягане, така че при напускане въздухът е под нивото на атмосферното налягане. Въздухът след това се придвижва надолу по веригата с намалена скорост и статично налягане - тази област на потока се нарича пробуждане.

Накрая, далеч надолу по веригата, статичното налягане в следствие трябва да се върне към атмосферното ниво, за да се постигне равновесие. Нарастването на статичното налягане е в ущърб на кинетичната енергия и така причинява допълнително забавяне на вятъра. По този начин, между условията на далечното нагоре и далечното събуждане, няма промяна в статичното налягане, но има намаляване на кинетичната енергия.

ИЗТОЧНИК: Наръчник за вятърна енергия от Тони Бъртън, Дейвид Шарп

Свързани електрически ръководства и статии

ТЪРСЕНЕ: Статии, софтуер и ръководства