1598005515-d093afe08eb90b4a146980eea5b04540 (811223), страница 46
Текст из файла (страница 46)
Заднее расположение ветроколеса значительно ' 1 увеличивает переменные нагрузки на него, получающие- 296 ся ие только вследствие изменения скорости ветра при проходе лопастей в тени башни, но и вследствие завихрений воздушного потока башней и его ударов о лопасти. Целесообразно применение ветроколеса с жестко- закрепленными лопастями, у которого может быть использован эффект сбрасывания мощности при сильных ветрах и саморегулирования, имеющий место при наличии лопастей определенного профиля, что позволяет ветродвигателю иметь высокое $ и работать без регулятора.
В конструкциях всех ветроагрегатов при передаче мощности от ветроколеса через редуктор генератор располагается яа головке агрегата, что дает некоторое облегчение и удешевление передачи по сравнению с расположением генератора внизу башни. Стремление облегчить передачу между ветроколесом и генератором привело к разработке ряда конструкций без редуктора с другой системой передачи К последним относятся гидравлическая и пневматическая системы передачи, а также конструкция ветроколеса, совмещенного со сверхтихоходным генератором. Гидравлическая система передачи, которая находит применение в ряде других отраслей машиностроения, предлагалась для ветроагрегатов в ФРГ. Она имеет гидравлический трансформатор, состоящий из двух одинаковых поршневых гидромашин, соединенных маслопровцдами, одна из которых работает насосом, а другая— двигателем.
При этой системе передачи ветроколесо, соединенное легким редуктором с масляным насосом, может работать при переменной скорости, а масляный двигатель вращать генератор с постоянной скоростью вращения. Регулирование скорости вращения масляного двигателя, приводящего генератор, может производиться как со стороны насоса, так и со стороны самого масляного двигателя. По данным проекгировщиков ветроагрегата, к. п, д такой передачи равен 0,9. Способяость ветроагрегата работать с этой передачей при переменной скорости вращения не имеет самостоятельного значения, так как годовая выработка ветроагрегата может увеличиться лишь при малых среднегодовых скоростях ветра порядка 4 — 5 ж/сек.
Подобная передача может быть перспективной лишь в случае, если она окажется конструктивной и надежной при достаточно высоком 297 с такой передачей пока еще не передачи„могущей заменить рематическая, при которой мощность ается к воздушной турбине, вра Рис. 6-6. Схема ветроагрегата с пневматической передачей мощности системы дидро.
à †полая лопас; у — огверстне для выбрвсывани» волдуха; а— головка агрегата; Я вЂ трубчат башня; б — окна для аасасыва. ння аоадуха; б — воалушпая турбина; У вЂ генерат. 296 к. п. д. Ветроагрегат создан. Второй системой дуктор, является пнев от ветроколеса перед щающей генератор (рис. б-б). ' Полые лопасти 1, головка 3 и башня' 4 агрегата представ- '; ляют в ~этой конструкции сплошной воздухопровод, а ветроколесо является одновременно центробежным воздушным насосом, выбрасывающим воздух, находящийся внутри лопастей, центробежной силой через отверстия 2 и засасывающим атмосферный воздух через окна Б в трубчатую башню 4 агрегата, внутри которой образовавшийся воздушный, поток вращает воздушную турбину б. Тип ветроагрегата с такой передачей предложен французским инженером Андро.
По этой системе в Англии, построен опгятный ветроагрегат лг'=24 м мощностью 100 квт. Испьргания агрегата этого типа не закончены. Г. Х. Сабинии, который на основании опубликованны~х конструктивных данных агрегата произвел анализ возможной величины к. п. д. этой системы ветроагрегата, считает, что яаибольший общий к.
п. д. передачи может быть порядка 0,5. Недостатком агрегата является также значительно ббльший |вес, чем агрегата с редуктором. Кроме того, наличие трубчатой опоры большого диаметра увеличивает пульсации воздушного потока на ветроколесе и ухудшает условия нагрузки и прочности последнего. Другой конструктивный вариант ветроагрегата с пневматической передачей предложен в виде однолопастного сверхбыстроходного агрегата Хюттера (НО11ег, ФРГ, 194б), работающего по тому же принципу, что н описанный выше агрегат, но воздуховодом служат в нем лишь лопасть н втулка ветроколесаг Воздушная турбина с генератором входит в. конструкцию ветроколеса, являясь одновременно противовесом лопасти. Вопрос о совмещении вет роколеса и генератора в одНОй КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ТОГО, ЧТО- бы избежать механической передачи между ними, разрабатывался в ФРГ Гонефом (:Нопей), который в течение многих лет вел.
проектирование мощных ветроагрегатов этой системы и строительство их мопелей и обРазцов р 67 р (гЛ. 28). двухкодесноговетроагрегата Принципами конструк- Гонефа. ции ветроагрегатов Гонефа (рис. 8-7) являются: применение двух расположенных друг за другом соосный ветроколес, вращающихся в противоположном направлении (на рис. б-7 задние колеса совмещены с передними и не видны); совмещение в одной конструкции ветроколес и сверхтихоходного генератора; регулирование ветроколеса путем его наклона и применение высоких башен для использования высотных скоростей ветра.
Последнее представляется малоперспективным ввиду того, что усложняет конструкцию ветроагрегата и ведет к уменьшению надежности эксплуатации. Практический интерес представляет решение вопроса совмещения ветроколес большого диаметра в одной конструкции с генератором. Опытные образцы подобного агрегата с ветроколесами дна~метром 9 м и 299 синхронным генератором 20 квг, а также генератором постоянного. тока мощностью 60 квг были построены н удовлетворительно работали в течение 5, лет. В 1944 г. бьш изготовлен ветроагрегат системы ) Гоиефа мощностью 1000 квг, который не был испыта)~, так как был уничтожен при монтаже во время войны. Диаметр расточки статора синхронного генератора соотавлял 10 и прн воздушном зазоре в 10 лвм, Своеобразно пытаются решить вопрос создания мощ- " ных ветроагрегатов для использования в районах с постоянным направлением ветров итальянские аэродинамики и ветроэнергетики (проф.
Веццани, Медичи и др.) [Л. 27). Считая, что,проблема создания более простых конструкций мощных ветроагрегатов заключается в получении возможности увеличения интенсивности естественного воздушного потока, а также повышения скорости вращения ветроколеса, в Италии пытаются разрешить эти задачи созданием типа ветроагрегата с закрытым расположением ветроколеса и использованием эффекта усиления скорости ветра в трубе. Этот эффект можно получить с помощью аэродинамической системы, состоящей из концентрических труб Вентури, располо„женных непосредственно по направлению ветра. Внешняя труба усиливает скорость воздушного потока во внутренней. Ветроколесо в этой системе помещается в узкой части внутренней трубы, где получается наибольшее усиление скорости воздушного потока, а диаметр ветроколеса может быть наименьшим.
Эффективность ветроагрегата подобной системы изучается теоретически и экспериментально в аэродинамических трубах Разница давления естественного воздушного потока н потока внутри узкой части трубы, обусловливающая увеличение скорости потока в последней, выражается уравнением: где о — скорость ветра; р — плотность воздуха; 2 Ч = 2 †аэродинамическ давление; Й! — коэффициент увеличения давления, зависящий от формы трубы, а в случае многократного усиления не- ЗОО сколькими трубами, расположенными соосно, — также от их числа.
Коэффициент )с! зависит также от числа Рейнольдса и увеличивается с увеличением последнего. Модель воздухопровода нз двух трубок Вентури. с которой проводился эксперимент, показана на рис.6-6. Увеличение скорости ветра было получено в 3,05 раза, т. е. для куба скорости ветра в 28,5 раза при отношении площади входного сечения трубы к площади, ометаемой ветроколесом, равном 21,5.
Общее увеличение мощности ветродвигателя по сравнению с открытой установкой ветроколеса (без учета изменения его к, п. д, при установке в трубе) с диаметром; разным диаметру входа 28,5 в трубу, получено в — ' =1,33 раза при уменьшении 25,5 диаметра ветроколеса в 4,6 ра- 525 за (Р' 21,5). Такие возможности значительно облегчают конструкцию ветроколеса для ветроагрегатов большой мощности. Окружная скорость ветроколеса, работающего в трубе, ограничивается только упругостью воздуха и может быть а ~поэтому доведена до предельной величины, равной скорости звука.
Изучаются также уа модели специальных отсасывающих устройств (диффузоров) которые могут быть применены в ветроагрегатах данного типа так же, как они применяются в гидротурбинах Авторы конструкции считают, что такие агрегаты возможно / строить на очень большие лгл мощности, соизмеримые с мощностЯмн агРегатов кРУпных ково а вег аг тепловых и гидростанции гата с закрытым расноложеПрактическая возможность ис- наем вегроколеса. (План.) 30! пользования данной схемы должна быть доказана постройкой опытного ветроагрегата.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
