1598005519-db2570e1cd069b3f233e2ac13b5f8034 (811225), страница 29
Текст из файла (страница 29)
49, используются различные методы структурного нагружения. Она дает приемлемую форму для случая, когда нельзя избежать очень болыших размеров лопастей. Затраты на механическую обработку будут минимальными, но трудозатраты достаточно высокими. Затраты на материалы также будут выше, чем у лопастей цельносварной металлической конструкции, но уровень технологии может быть ниже. Если планируется выпуск больших партий продукции, то граничная черта стоимости такой конструкции неизбежно будет выше, чем у лопастей типа монокок, так как по своей природе она требует больших трудозатрат. При малом объеме выпуска стои- 5* 131 мость лопасти будет значительно ниже ввиду того, что затраты на, механическую обработку здесь минимальные.
Нагрузки на лопасть воспринимаются вначале продольным стальным махом подобно тому, как это имеет место в более простой конструкции двигателей меньших размеров лаборатории 8апс))а и фирмы ХАЕ. Аэродинамическая форма лопасти создается жесткими пенопластовыми полонинками профиля, которые соединяются со стальным махом. Аэродинамически-гладкая стеклопластиковая оболочка также противостоит внешним воздействиям. например граду. С учетом допустимой нагрузки на конструкцию„ воспринимаемой стальным махом, пенопластовый иаполнитель и оболочка нагружены незначительно. Последовательность процесса изготовления достаточно проста.
Мах легкий, недорогой в изготовлении, образован трубами из мягкой стали. Трубчатые элементы свариваются (рис. 4.9, б), образуя ребристую структуру. Эта полоса изгибается далее соответственнс~ необходимой кривизне лопасти, и концы соединяются на сварке подобно тому, как это сделано в первой конструкции. После этого отрезок твердого пенополиурстана соединяется с махом.
Этот крыловой сегмент может быть обработан по форме плоской заготовки или отлит по желаемой форме. Использоваться будет, вероятно,. плоская форма крыла, поскольку форма, повышающая жесткость. относительно оси, перпендикулярной той, вокруг которой происходит изгиб, в этом случае не очень нужна. Если необходима дополнительная жесткость на кручение, та между пенопластовыми сегментами могут быть расположены стеклопластиковыс ребра. В конечном счете стеклопластиковая обшивка может быть соединена или же с помощью предварительно деформированных сегментов или на основе технологии послойной укладки сырой массы. В соответствии с требованиями аэродинамики поверхность законченного узла обрабатывают, применяя абразивную отделку.
Для получения динамически-сбалансированных лопастей возникает необходимость в индивидуальном их подборе в комплекте. Возможность воспроизводства лопастей (точность выдерживания формы, соответствие массы и т. п.) в этой конструкции не так велика, как у конструкции лопастей типа монокок, однако она все же удовлетворяет эксплуатационным требованиям.
Возможные отклонения от идеальной геометрической формы являются приемлемыми, поскольку предварительные аналитические исследования показали, что отклонения в углах установки лопастей до 2' не приводят к заметному ухудшенйю характеристик двигателя. Для этих конструкций показана возможность их использования и практическое соответствие технологии изготовления. Конструкция, показанная на рис.
4.9, в, приведена в качестве иллюстрации того, как особенности различных технологических методов могут быть скомбинированы для получения простой конструкции. Наглядное представление компонентов, включенных в 132 эту конструкцию, не имеет такого большого значения, как в предыдущих двух случаях: оно дает, скорее, метод конструирования, использующий технологии различной степени сложности. При таком подходе некоторые элементы высокоразвитой технологии обеспечивают получение монтажного подузла, который требует сравнительно меньшей производственной квалификации персонала.
Использование таких подузлов позволяет получить сборочный узел лопасти с помощью элементарных технических приемов. Метод позволяет провести сборку наиболее важных составных элементов лопасти или же всей лопасти из набора стандартных деталей. Точность изготовления гарантируется механической обработкой основных элементов и использованием специальных сменных зажимных приспособлений, необходимых для тщательной сборки. Важно, что работу по сборке проводят на монтажной площадке у потребителя. Подобным образом может быть получена конструкция, передняя кромка которой образована штампованным алюминиевым лонжероном Р-образной формы с наполнителем из твердого пенополиуретана и связанной с конструкцией металлической обшивкой.
Основные принципы создания таких конструкций могут быть разработаны с использованием опыта проектирования и производства лопастей малых двигателей. Трудно, очевидно, дать полную оценку каждой из лопастей, которая может быть получена сочетанием различных составляюших. Однако такой подход может быть рекомендован, сслн предполагаемый объем выпуска продукции слишком мал для первого варианта конструкции или, напротив, слишком велик для второго. Объем производства должен быть достаточно больп|им для применения компонентов, требующих совершенной технологии, таких, как фанерные передние кромки или алюминиевые О-образные секции, штампованные выдавливанием.
Если предполагается достаточно большой объем выпуска, то конструкция, подобная показанной на рис. 4.8, может оказаться оптимальной. Преимушество третьего варианта конструкции (рнс. 4.9, б) состоит в возмои-ности сборки лопасти на монтажной площадке. Сокращаются транспортные расходы, и отпадает необходимость в защите элементов при перевозке.
Кроме того, применению ветродвигателей благоприятствует в этом случае то, что для ннх можно использовать местную рабочую силу. Таким образом, характеристики и экономическая эффективность ветродвигателей Дарье в решающей степени зависят от конструкции лопастей Определение многих исходных критериев, необходимых для решения этой задачи, не встречает затруднений: в этой области имеется в настоящее время значительная информация. Методы конструирования и комплектации монтажных узлов двигателей существенно зависят от накопленных технических данных. Некоторые из методов имеют, по-видимому, преимущества для получения экономичных конструкций лопастей. Хотя многие из исходных конструкций все еше не могут широко использоваться, представляется, что ограниченное их число 1зз 135 134 уже может быть отобрано для организации выпуска металлических лопастей.
Имеются некоторые опытные конструкции„разработанные с целью получения приемлемой стоимости изготовления лопастей. В каждой пз иих используются некоторые особенности, которые уже встречались в болсе простых схемах, и каждая из этих конструкций может рассматриваться также в качестве эталонной для выпуска некоторого их количества. Стоимость каждой из предлагаемых конструкций может быть снижена прп доведении до минимума предполагаемых ограничений в использовании сушествуюшпх констру.кцпй.
Возможная нижняя граница стоимости этих конструкций зависит от потребностей г модифицированных конструкциях и от техники производства. Выбор конкретной копструкцнн в значительной мере зависит от предполагаемого объема выпуска. Возможна разработка лопасти, технически пригодной и экономически оправданной и эффективной для любого заданного объема выпуска продукцяи. 4.2. ВЕТРОДВИГАТЕЛИ С ДИФФУЗОРНЫМ УСИЛИТЕЛЕМ В качестве одной из прогрессивных идей, направленных на повышение экономичности преобразования энергии ветра, можно рассматривать использование ветродвигателей с диффузорными усилителями (ВДУ). Бель проекта — повысить выработку и снизить стоимость, время отключения нагрузки и технический риск, связанный 6 применением ветроустановок.
Представляется, что ВДУ наиболее подходят для промышленного получения энергии с помощью больших ВЭУ. Онп позволяют существенно повысить выработку энергии установкой без увеличения размеров ветроколеса и других врагцающпхся механизмов в диапазоне, где из-за динамических нагрузок ветроколсса его стоимость чрезмерно велика. Схема ВДУ предусматривает установку ветроколеса в расширяюшемся диффузорном патрубке (см рис 4.10). При преобразовании кинетической энергии наличие диффузора приводит к большему снижению давления за ветроколссом, чем в свободном потоке.
Вследствс этого по мере падения давления за ветроьолесом увеличивается масса протекающего через него воздуха. Так как развиваемая мощность пропорциональна расходу воздуха и перепаду:1авлений, то на ВДУ может быть получена большая мош- ° ность, чем у равновеликой ВЭУ обычного типа, при той же скоро-, сти ветра. ВДУ обладает также дополнительными эксплуатационными преимушествами и надежностью, связанными с применением неврашаюшегося диффузорного устройства больших размеров. Углы раскрытия диффузоров обычного типа ограничиваются очень небольшими значениями вследствие отрыва пограничного слоя на их внутренних стенках при быстром торможении потока. Так как для получения значительного изменения площади обыч- ный диффузор должен иметь большую длину, стоимость его сооружения недопустимо велика.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
