1598005509-9ffcee67ad57178a1400b32b63d442c1 (Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский, 1967u), страница 2

е. превращать в »»ехаапческу»о работу, 42 — 46«~~ энергии, которой обладает ветровой поток, проходящий через ветроколесо. Для тихоходных ветродвигателей значения $ могут быть в пределах 0,27 — 0,33. 1(рыльчатые двигатели делатся аа быстроходные (малолопастаые) с числом лопастеп до 4 и тихоходаые (мвоголопастаые), имеющие от 4 до 24 лопастей, а в аекоторых случаях и больше. Чем меньше число лопастей, тем при прочих равных условиях ветроколесо имеет большее число сборов»ов.

Вот почему малолопастаые ветродвигатели аазываются быстроходными. Быстроходаость является одним из значительных преимуществ зтах ветродвигателей, так как делает более простой передачу мощности к таким быстроходным машинам, как, например, электрический генератор. Кромо того, быстроходные ветродвигателя обычно легче тихоходных, и, как указывалось выше, имеют более высокий коэффициеат использовааия энергии ветра, Однако у аих имеетса и недостаток, закяючающийся в том, что их начальный. .

момент трогааия, т. е. вращающий»шмеят, развиваемый аа неподвижном ветроколесе, при одпааковых диаметрах ветроколес и скорости ветра в несколько раз меньше, чем у тихоходных ветродвигателей. В приложении 1 даны аэродяаамические характеристики трехи восемнадцатилопастаого ветроколес одинакового диаметра. Нз графике по горизонтальной оси отложена величина быстроходности Л ветроколеса. Оаа определяется отношением окружной скорости ь»Л конца лопасти к скорости 1' ветра. По вортикальаой оси отложены зпачеаия коэффпцаеатов использовааия эаергпи ветра и отаосительаых вращающих моментов М.

Чтобы получать величину действительного вращающего момеита, надо М умаожить аа 0,2 Л»1~». Наиболыпий коэффициент аспользовааия энергии ветра колесо амеот лишь при определенной быстроходаости, т. е. для каждой скорости ветра имеется одно единственное число оборотов, при котором получают яаибольшее значение козффациеата. При одинаковой скорости ветра тихоходное ветроколесо имеет в несколько раз болыпий момеят, чем быстроходное, и, следовательно, будет аачпаать работать в случае одинаковой нагрузки прп меаыпах скоростях ветра, что очень важно для эксплуатации, -так как увеличивается продолжительность работы ветродвигателя. Мехааичоский коэффициент полезаого д е й с т в и я (к.

и. д.) ветродвигателя цч„, обозначаемый греческой буквой «зта», показывает, какую часть мощности, развиваемой ветроколесом, можао полезно использовать для работы насоса, генератора пля другой ма1пипы. Оа как бы отражает механическое (коиотруктивпое) совершенство машины, точность 8 ее изготовлеаия.

Обычно механический к. п. д. ветродвигателей составляет 0,75 — 0,85. Если мехаяический к. п. д. умножить аа коэффициент полез- ного действия насоса (геаератора), то получают о б щ и й к. п. д. (»1,в,а) агрегата. При оптимальиых режимах работы иаиболыпее значение общего к. п. д. иасосаых установок составляет 0,4 — 0,5, а у ветрозлектрическах агрегатов доходит до 0,65 — 0,75. Чтобы подсчитать мощиость Х„, аеобходи»лую для подъема воды' насосом, пользуются зависимостью "»'„= - = — л, с., О н= тз где () — производительность насоса, лавен; Н вЂ” полный напор, и, с которым работает насос; ׄ— к.

п. д. насоса (водоподъемаика). При подъеме воды с глубины до 30 м можно приаимать: для порп»аевого насоса»1„= 0,7 — 0,8, для пневматического 0,4 — 0,55, для центробежного электрического 0,3 — 0,35 и для ленточного водоподьемаика 0,17 — 0,22. При увеличении скорости ветра мощность, развиваемая ветродвигателем, растет, поэтому, чтобы двигатоль ае перегружался, необходимо каким-то способом ограаичить зту мощаость.

Кроме того, если бы допустить аеограаичеааое возрастааие мощности, то прп холостом ходе или иеболыпой нагрузке и при больших скоростях ветра чрезмерао возрастет число оборотов ветроколеса, что аебезопасао по условиям прочности. Чтобы при увеличеаи » скорости ветра ограничить позышеаие числа оборотов и мощности, совремеааые ветродвигатели имеют автоматические системы регулировааия. Наиболее широко применяют систему регулирования выводом ветроколеса из-под ветра с помощью бокового плана или благодаря зксцеатричаому расположению оси вращения колеса относительно вертикальной оси поворота головки и систему центробежно-аэродинамического регулирования поворотом лопасти отаосительио ее продольной оси.

Ветроагрегаты работают в тяжелых условиях постоянно измеаяющейся скорости ветра, часто подвержены воздействию урагааов, пыльаых бурь, влаги и других атмосферных явлений. В то же время ветродвигатель должен обеспечить выработку гарантированного количества эаергии, тем более что непосредственное аккумулировааие заергии ветра аевозможпо. В связи с зтпм к ветродвигателю и ветроэаергетическому агрегату в целом предъявляется ряд специфических требований.

ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ Н ВЕТРОНАООСЯОМУ АГРЕГАТУ Чтобы работа ветронасоспого агрегата была эффективной, его показатели должны соответствовать ветровым, гидрогеологпческим и хозяйственным условиям зоны, в которых он будет эксплуати- роваться. Длн этого нужно также правильно подобрать в одоподъем- ное оборудование для агрегатирования с двигателем и применить соответствующий тип привода, До 1964 г. агрегаты выпускались с поршневыми насосами илн ленточными водоподъемниками. Водоподъемное оборудование оп- ределило н тип применяемого двигателя.

Обычно это была тихо- ходная машина с многолопаствым колесом и механическим приво- дом, имевшая относительно большой удельный вес и часто плохую сопротивляемость действию ураганных ветров. При механическом приводе необходимо монтировать двигатель на расстоянии не дальше 3 м от колодца. Поршневой насос вызывает болыпую, чем другие насосы, неравномерность в работе двигателя, его не реко- мендуотся устанавливать в колодцах, вода которых содержит песок, Ленточные водоподъемннкк трудно применять на скважи- нах и эксплуатировать их прп низкой температуре воздуха.

В то же время установка с механическим приводом получается обычно относительно простой и работает надежно. т се зто приходится учитывать прн агрегатнровании ветродви- В, гателя с насосом. Главное требование,предъявляемое к ветроиасосной установке, заключается в том, что стоимость энергии или куоометра воды, поднятой насосной установкой, должна быть ниже стоимости энер- гии, получаемой от теплового двигателя, Срок окупаемости капи- тальных затрат на сооружение ветроустановки не превышает обычно 3 лет, но он не должен быть больше установленного нор- мами срока окупаемости, принятого в зноргетике и равного 8 го- дам.

Принципиальная схема ветронасосной установки более проста чем схемы других типов ветроагрегатов, так как она обычно не требует резервного привода. Точно регулировать скорость вра-. щения колеса не нужно, не треоуется также вырабатывать какую-то . минимальную мощность, так каи работа агрегата оценивается главным образом его выработкой за данный промежуток времени. Не нужна и сложная система автоматики. Насосные установки на пастбищах используют в течение се- зона пли круглый год, установки на фермах — обычно весь год, а оросительные агрегаты — в периоды поливов или в течение года.

Запасая воду в наледях, искусственных водоемах' или баках, увеличивают эффективность агрегата. !!астоищные установки применяют на колодцах, вблизи кото- рых пасутся 1 — 2 отары овец (до 2000 голов), Суточное потребле- 10 нпе воды в зависимости от сезона года составляет для одной отары 4 — 6 м', для двух отар 8 — 12 м'.

В это же количество входит расход воды на нужды чабанской бригады. Поэтому установка должяа ожесуточно давать воды не меньше указанной потребности в ней, Учитывая дебит и глубину большинства источников на пастбищах, максимальную производительность агрегата рассчитывают на 2-2,5 из)ч. Напор, с которым будет работать насос, при этом не превысит 30 м.