lecture06 (Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Курс лекций. В.А. Агеев, 2004), страница 2

PDF-файл lecture06 (Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Курс лекций. В.А. Агеев, 2004), страница 2 Нетрадиционные источники энергии (НИЭ) (63040): Лекции - 1 семестрlecture06 (Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Курс лекций. В.А. Агеев, 2004) - PDF, страница 2 (63040) - СтудИзба2020-08-21СтудИзба

Описание файла

Файл "lecture06" внутри архива находится в папке "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Курс лекций. В.А. Агеев, 2004". PDF-файл из архива "Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии. Курс лекций. В.А. Агеев, 2004", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "нетрадиционные источники энергии (ниэ)" из 1 семестр, которые можно найти в файловом архиве НИУ «МЭИ» . Не смотря на прямую связь этого архива с НИУ «МЭИ» , его также можно найти и в других разделах. .

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст 2 страницы из PDF

Хорошие аэродинамические качества крыльчатых ветродвигателей, конструктивная возможность изготовлять их на большую мощность, относительно лёгкий вес на единицумощности – основные преимущества ветродвигателей этого класса.Коммерческое применение крыльчатых ветродвигателей началось с1980 года. За последние 14 лет мощность ветродвигателей увеличилась в 100раз: от 20-60 кВт при диаметре ротора около 20 м в начале 1980 годов до5000 кВт при диаметре ротора свыше 100 м к 2003 году (рис. 6.2.2). Некоторые прототипы ветродвигателей имеют еще большие мощность и диаметрротора. За тот же период стоимость генерируемой ветряками энергии снизилась на 80 % [4]. Зависимость стоимости электроэнергии от мощностиветродвигателей при их расположении на побережье и вдали от моряпредставлена на рис.

6.2.3 (в ценах 2001 г.).Рис. 6.2.2. Рост мощности и диаметра ротора коммерческих ветродвигателейhttp://dhes.ime.mrsu.ru – Кафедра теплоэнергетических систем7Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)Рис. 6.2.3. Зависимость стоимости электроэнергии от мощности ветродвигателей при их расположении на побережье и вдали от моря6.3. Работа поверхности при действии на нее силы ветраСкоростью ветра называют расстояние в метрах, проходимое массойвоздуха в течение одной секунды.

Скорость ветра постоянно меняется по величине и направлению. Причиной этих изменений является неравномерноенагревание земной поверхности и неровности рельефа местности.Скорость ветра является важнейшей характеристикой техническихсвойств ветра. Поток ветра с поперечным сечением F обладает кинетической энергией, определяемой выражением:mV 2.2(6.3.1)Масса воздуха, протекающая через поперечное сечение F со скоростью V , равна:m = ρFV .(6.3.2)Подставив (6.3.2) в выражение кинетической энергии (6.3.1), получим:http://dhes.ime.mrsu.ru – Кафедра теплоэнергетических систем8Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)mV 2 ρFV 3=,22(6.3.3)откуда следует, что энергия ветра изменяется пропорционально кубу его скорости.Посмотрим, сколько процентов энергии ветра может превратить в полезную работу поверхность, поставленная перпендикулярно к направлениюветра и перемещающаяся в этом же направлении, что имеет место, например,у ветродвигателей карусельного типа.Мощность T определяется произведением силы P на скорость V :T = PV .(6.3.4)Одну и ту же работу можно получить либо за счёт большой силы, прималой скорости перемещения рабочей поверхности, либо, наоборот, за счётмалой силы, а следовательно, и малой поверхности, но при соответственноувеличенной скорости её перемещения.Допустим, мы имеем поверхность F, поставленную перпендикулярно кнаправлению ветра.

Воздушный поток вследствие торможения его поверхностью получит подпор и будет обтекать её и производить давление силой Px .Вследствие действия этой силы поверхность будет перемещаться в направлении потока с некоторой скоростью U (рис. 6.3.3); работа при этом будетравна произведению силы на скорость U , с которой перемещается поверхность F, т. е.:T = PxU ,(6.3.5)где Px – сила сопротивления, которая равна :Px = C x Fρ2(V − U )2 ,(6.3.6)где C x – аэродинамический коэффициент лобового сопротивления;F – поверхность миделевого сечения теля, т.е.

проекции площади тела наплоскость, перпендикулярную направлению воздушного потока.В этом случае ветер набегает на поверхность с относительной скоростью, равной :http://dhes.ime.mrsu.ru – Кафедра теплоэнергетических систем9Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)W =V −U .(6.3.7)Подставив значение Px из уравнения (6.3.6) в уравнение (6.3.5), получим:T = Cx Fρ2(V − U )2 U ,(6.3.8)Рис.

6.3.3. Действие силы ветра на поверхность.Определим отношение работы, развиваемой движущейся поверхностью и выраженной уравнением (6.3.8), к энергии ветрового потока, имеющего поперечное сечение, равное этой поверхности, а именно:ξ=Cx Fρ2F(V − U )2 UρV 3= C x (V − U )2U.V3(6.3.9)2После преобразований получим:2⎛ U⎞ Uξ = C x ⎜1 − ⎟.⎝ V⎠ V(6.3.10)Величину ξ называют коэффициентом использования энергии ветра.Из уравнения (6.3.10) мы видим, что ξ зависит от скорости перемещения поверхности в направлении ветра.

При некотором значении скорости Uкоэффициент ξ получает максимальное значение. В самом деле, если скорость перемещения поверхности равна нулю U = 0 , то работа ветра такжеhttp://dhes.ime.mrsu.ru – Кафедра теплоэнергетических систем10Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)равна нулю. Если U = V ,т.е.

поверхность перемещается со скоростью ветра,работа также будет равна нулю, так как нет силы сопротивления, за счёт которой совершается работа. Отсюда следует, что значение скорости U заключено в пределах между U = 0 и U = V .Установлено, чтобы получить максимальное ξ , поверхность должнаперемещаться со скоростью:1U= V.3(6.3.11)Максимальный коэффициент использования энергии ветра при работеповерхности силой сопротивления не может быть больше ξ = 0,192 .6.4. Работа ветрового колеса крыльчатого ветродвигателяКрыльчатые ветроколеса работают за счёт косого удара при движениилопастей перпендикулярно к направлению скорости ветра в противоположность к прямому удару, рассмотренному в предыдущем случае.

Устройствотакого колеса показано на рис. 6.4.1.На горизонтальном валу закреплены крылья, число которых у современных ветродвигателей бывает от 2 и больше. Крыло ветроколеса состоитиз маха а и лопасти б, закрепляемой на махе так, что она образует с плоскостью вращения некоторый угол ϕ . Этот угол называют углом заклинения лопасти (рис. 6.4.1).

При этом на её элементы набегает воздушный поток с относительной скоростью W под углом α , который называют углом атаки, идействует с силой R . Углы ϕ и α в значительной мере определяют эффективность крыльев. Силу R раскладывают на силы Px и Py (рис.

6.4.2, а). Силы Px производят давление в направлении ветра, которое называется лобовым давлением. Силы Py действуют в плоскости y − y вращения ветроколеса и создают крутящий момент.http://dhes.ime.mrsu.ru – Кафедра теплоэнергетических систем11Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)Рис. 6.4.1. Конструктивная схема крыльчатого ветроколеса.Рис. 6.4.2.

а – схема действия сил воздушного потока на элемент лопасти; б –графическое изображение относительного потока, набегающего на элементылопасти, расположенные на разных радиусах ветроколеса.Максимальные силы, приводящие колесо во вращение, получаются принекотором значении угла атаки α , т.

е. угла наклона относительного потока кповерхности лопасти. Ввиду того что окружная скоростью длине крыла неодинакова, а возрастает по мере удаления его элементов от оси вращенияhttp://dhes.ime.mrsu.ru – Кафедра теплоэнергетических систем12Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)ветроколеса, относительная скорость W набегания потока на лопасть такжевозрастает.

Вместе с этим убывает угол атаки α , и при некоторой окружнойскорости ωR , где ω угловая скорость, этот угол станет отрицательным (рис.6.4.2, б). Следовательно, не все элементы крыла будут иметь максимальнуюподъёмную силу.Если мы будем уменьшать угол ϕ каждого элемента лопасти по мереудаления его от оси вращения так, чтобы наивыгоднейший угол атаки αпримерно сохранялся постоянным, то мы получим условие, при которомприблизительновсеэлементылопастибудутработатьсосвоеймаксимальной подъёмной силой.

Лопасть с переменным углом заклинения сополучает форму винтовой поверхности.Правильные углы заклинения лопасти при хорошем аэродинамическомкачестве профиля, а также ширине, соответствующей заданной быстроходности, обеспечивают высокий коэффициент использования энергии ветра. Ухорошо выполненных моделей он достигает 46%.Литература1.

Фатеев Е.М. Ветродвигатели и ветроустановки. – М.: ОГИЗ–Сельхозгиз,1948. – 544 с.2. Шефтер Я.И., Рождественский И.В. Ветронасосные и ветроэлектрическиеагрегаты. – М.: Колос, 1967. – 376 с.3. http://www.awea.org – The American Wind Energy Assocication4. http://www.ewea.org – The European Wind Energy AssocicationСодержание6. Энергия ветра и возможности ее использования............................................. 16.1.

Происхождение ветра, ветровые зоны России.............................................. 16.2. Классификация ветродвигателей по принципу работы ............................... 5http://dhes.ime.mrsu.ru – Кафедра теплоэнергетических систем13Агеев В.А. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии (курс лекций)6.3. Работа поверхности при действии на нее силы ветра .................................. 86.4.

Работа ветрового колеса крыльчатого ветродвигателя.............................. 11Литература ............................................................................................................. 13http://dhes.ime.mrsu.ru – Кафедра теплоэнергетических систем14.

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5076
Авторов
на СтудИзбе
455
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее