1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Стрелка прибора связана с легкой алюминиевой чашкой, поворачивающейся за счет наводимых в ней индукционных токов, действие, которых уравновешивается,спиральной пружиной. 3. Анемометр с полушариями и бесконтактной о й эл ектрической передачей (анеморумбометр электрический АРМЭ-1). Лнеморумбометр электрический ЛРМЭ-1 предназначен для дистанционного определения скорости и направления ветра. Лнеморумбометр состоит из блока датчиков скорости и направления ветра (рис. 1-3,а) н приемной части с электроизмернтельными приборами (рис. 1-3,б), куда вмонтирован блок электрического питания зтрнбора от сети аеременного тока или от сухой батареи. Блок датчиков ветра соединяется с приемной частью шестижильным кабелем длиной 50 — 70 м.
Измерение скорости ветра основано на принципе измерения угловой скорости вращения трехчашечного анемометра методом электрического тахометра переменного тока. Датчиком скорости является небольшой генератор переменного тока. Его ротором служит постоянный шестиполюоный магнит.
При вращении а~немометра под действием ветрового потока происходит, преобразование механической энергии в электрическую. С помощью кабеля, соединяющего блок датчиков ветра с приемной частью прибора, однофазное,переменное напряжение подводится к селеновому выпрямителю. Выпрямитель собран по двухполупериодной схеме. В качеетве вольгметра применяется магнитоэлектрический миллиамперметр, отградуированный на скорость ветра, в м/сгк. Последовательно с кабелем включены сопротивления достаточно большой величины, благодаря чему влияние сопротивлений соединительных проводов и изменения температуры незначительны. Определение направления ветра на ЛРМЭ-1 вы~полнено по принципу синхронной передачи величины угла поворота флюгера с помощью следящей системы постоянного тока.
Как уже отмечалось выше, указательные анемометры показывают практически мгновенную скорость ветра (несколько осредненную за счет инерционных масс анемометра). В случае необходимости с помощью указательных приборов может определяться также величина средней скорости ветра за тот или иной промежуток времени. Средняя скорость ветра определяется как средняя арифметическая величина, полученная из ряда мгновенных 22 скоростей ветра, замеренных через равные интервалы времени. П, Анемометры-интегратора. 1. Ру ч ной а н ем ом етр с пол уш а р и я~ми, Ручной анемометр дает возможность определять среднюю скорость ветра за любой промежуток времени по двум отсчетам — в начале и конце опыта.
Датчиком анемометра (рнс, 1-4) служит металлический:крест, на концах которого расположены четыре металлические чашечки (полушария). Чашечки, вращаясь под дейспвием ветра, приводят в движение зубчатые ко- лЕ(а и соединенные' с ними стрелки циферблатов.
На первом из циферблатов отмечаются единицы и десятки, на втором — сотви н на третьем — тысячи метров. Пуск и останов стрелок прибора производятся специальным подвижным колечком 1. Для определения скорости ветра включают секундомер и одновременно стрелки анемометра, предварительно заметив их показания.
Через требуемый интервал времени стрелки анемометра и секундомер останавливают и записывают новые показания. По разности показаний анемометра и числу секунд ~наблюдения определяют среднюю скорость ветра, которую необходимо умножить на коэффициент тарировки .прибора. 2. Контактный а н ем огр а ф (рис. 1-5) предназначается для измерения и записи средней скорости ветра.
Он состоит из датчика скорости ветра, записывающего аппарата,и соединительных проводов. Вращение чашек анемометра 1 еаередается зубчатому колесу, имеющему контактное приспособление. Через определенное число оборотов чашек анемометра, а следовательно, через определенное число метров пути, пройденного ветровым потоком, зубчатое колесо замыкает контактную систему. Питание прибора осуществляется от источника аостоянного тока.
Каждый контакт датчи,ка скорости ветра вызывает движение пера записывающего а~ппарата. Перо вычерчивает на бумажной ленте, укрепленной на барабане с часовым механизмом, прямую линию с поперечными черточками. Раостояние меж. ду черточками соответствует числу метров путя, пройденному ветровым потоКом за данный отрезок времени. По известной скорости движения барабана и числу контактов определяется. среднее количество контактов в минуту или секунду за рассматриваемый отрезок вре- мени.
На основании этих данных по та~рировочной кри. вой прибора находится средняя скорость ветра, наблю- давшаяся в период данного интервала. 1-2. ОСНОВЪ| АЭРОДИНАМИКИ ВЕТРОКОЛЕСА Из трех классов ветродвигателей — крыльчатые, карусельные и барабанные — для вегроэлектрических станций, как правило, используются крыльчатые, как наиболее эффективные и обладающие наибольшей быстроходностью. На рис.
1-6 показана схема крыльчатого ветроколеса быстроходного типа, состоящего из четырех крыльев, Рассмотрим скоростной и силовой треугольники элЕ- мента лопасти, взятого на радиусе » (рис. 1-7). Пусть ширина элемента равна Ь, а длина и». Тогда площадь этого элемента будет: (1-12) Проектируя аэродинамическую силу йх' на оси х и у, получим соответственло элементарное окружное усилие с(1'1 и элементарную силу лобового давления г(Р Рис. 1-6.
Схема крыльчатого быстРоходного ветро- колеса. закрепленных на общей втулке. Втулка с крыльями устанавливается на горизонтальном валу, свободно вращающемся в подшипниках Крыло состоит из маха и закрепленной на нем лопасти, Лопасть образует с;плоскостью вращения некоторый угол |Р, который называется углом установки лопасти. При воздействии на встроколесо воздушного потока на лопастях возникают аэродинамические силы, приводящие ветроколесо во вращение. На каждый элемент лопасти воздушный ~поток набегает с относительной скоростью ги, под углом а, называемым углом атаки, Рис.
1-7. Треугольники скоростей и сил, действующих на ллемент лопасти. В экспериментальной аэродинамике принято аэродинамические силы, действующие на элемент крыла, выражать через профильное сопротивление г|Р„и подъемную силу г(Р . Как показано на рис. 1-7, эти силы можно у получить, если спроектировать аэродинамическую силу Й1 соответственно на направление относительной скорости н на нормаль к этой скорости.
Тогда Р дРу соз 3 + г(Р 3!п ги 1 (1-13) ~Ц=»ТР з(п р — ЙР„сокр. ~ 25 Значения с(Р и г(Р, определяются по формулам.' (1-14) РУ,' . с(Р, = с„р — с(г, 2 где с н с„--коэффицненты подъемной силы н профильного сопротивления; р — массовая плотность воздуха. Коэффициенты с и с„ характеризуют аэродинамиче- ское свойство данного крыла. Их значения получают экспе- риментальным путем при продувках моделей крыла в аэродинамических трубах. Задаются они для каждого профиля крыла в виде зависимости с =)(а) и с„=)(а). Подставляя (1-12), (1-14) в выражения (1-13) и вводя сл величину обратного качества крыла 1ь= —, после некос торых преобразований получим: 1 с)Р = с р — Ь (соз р+ 1ь з1 п р) г(г, .
1 (1-18) с(Я=-с р — 'Ь(з(пр — рсоа~)Нг. ! Чтобы определить знаяения г(Р, и с((~ на каждом элементе крыла, необходимо знать его ширину Ь, вели- чину и направление отновительной скорости ш, и угол а, позволяющий определить величину коэффициента с . Однако, как это видно из треугольника скоростей (рис. 1-7), для нахождения величины и направления век- тора скорости сн, необходимо знать, кроме величины скорости ветра о и окружной скорости ыг, еще величины скоростей о,„н и,„, называемых индуктивными. Скорости о и и возникают в результате воздействия вращаю- !и ~п щихся лопастеи на поток.
Поэтпму нельзя решить за- дачу расчета ветроколеса, не зная характера деформации потока, обтекающего ветроколесо. 2б Впервые связь сил, действующих на ветроколесо, с конструктивными параметрами лопастей и индуктивными скоростями, возникающими в потоке, была установлена проф.
Г. Х. Сабниииым. Созданная им импульсная теория ветряных двигателей широко применяется до ~настоящего времени. Рассмотрим основные положения этой теории. Представим себе, что равномерный поток воздуха подходит к ветроколесу со скоростью о (рис.
1-8). Вращаю1цееся ветроколесо создает подпор, вследствие чего скорость потока по мере приближения к ветроколесу и некоторое время за ветрзколесом падает. Таким образом Рнс. 1-8. Элементарная кольцевая струйка и кольцевые влементы лопасти. в сечении 1-1 скорость будет о, =о — о,„, а в сечении !1-П вЂ” о,=о — о,„ (здесь о,„ и о,„ — индуктивные скорости в сечениях 1-1 и И-11). Давление воздуха в струе по мере приближения к ветроколесу повышается, но при прохождении через ветроколесо резко падает. За ветроколесом образуется некоторое разрежение, которое в дальнейшем постепенно исчезает.
Вырежем из струи, обтекающей ветроколесо (рис. 1-8), на радиусе г элементарную кольцевую струйку толщиной Ыг. Воздух, заключенный в эту кольцевую струйку, действует на лопасти встроколеса, вызывая силу лобового давления ЙР, н окружное усилие Щ Вместе с тем по закону противодействия элементы лопастей, расположенные в кольцевой струйке, с такими же силами будут воздействовать на воздушный поток, в результате чего в нем вознн1енУт осевые оы и окРУжные иы индуктивные скорости. 27 Напишем выражение для импульса осевой силы. Импульс силы равен приросту количества движения воздуха,,проходящего через кольцевую струйку, Для интервала времени в 1 сек будем иметь: г(Р„= ой(т — п,2(т =(о — п,) й(т, (1-16) где г(т = 2 пг йг ро, = со па! (1-!7) есть масса воздуха, проходящая через кольцевое сечение в ! сек, т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
