1598005519-db2570e1cd069b3f233e2ac13b5f8034 (811225), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Для ветровых ЭГД-генераторов не существует в основном ограничений по размерам, поэтому здесь могут быть реализованы установки с размерами, которые наиболее экономичны в заданных условиях. Для ЭГД-устройств успешно разработаны и достаточно полно исследованы законы подобия. Экспериментальные данные хорошо согласуются с имеющимися теориями н подтверждают осуществимость ЭГД-генераторов 14.26, 4.271. Так как желательно получить большие мощности и плотности энергии, главное внимание в предшествующих исследованиях было сосредоточено в направлении больших скоростей и давлений в системах преобразования энергии.
Для обеспечения электрической прочности минимальное снижение давления, которое могло быть достигнуто в одномерных ЭГД-генераторах при 0,1 МПа, составляет около 40 Па; при 3 МПа падение давления было в 900 раз больше, или 36000 Па. Падение давления в 40 Па вполне приемлемо для использования в ЭГД-генераторах. Идеальный ветродвнгатель использует 8/9' динамического давления ветрового потока; таким образом, 40 Па соответствуют скорости ветра примерно 8,6 м/с. Теоретически при скорости, меньшей 8,6 м/с, характеристики ветрового ЭГД-генератора не определяются условиями обеспечения электрической прочности. При скорости, превышающей 8,6 и/с.
они ограничиваются этим условием, так что падение давления в секциях преобразователя энергии должно оставаться постоянным при условии, что мощность увеличивается пропорционально скорости потока, проходящего через секпню. Можно скорость, равнукт 8,6 м/с, рассматривать как предел, прн котором одномерный ветровой ЭГД-генератор достигает расчетной мощности. Однако ветровой ЭГД-генератор имеет преимущество перед обычной ВЭУ, так как вырабатываемая нм мощность может все же линейно увеличиваться со скоростью ветра, тогда как у обычной ВЭУ она сохраняется постоянной после достиженвя расчетных значений. Отношение скорости потока, проходящего через ветровой ЭГД-генератор, к скорости ветра при ее значении, меныпем 8,6 м!с, может быть близким к значениям, соответствующим оптимальной 154 характеристике, при варьировании током и„ следовательно, плотностью заряда в секциях преобразования энергии.
При скорости ветра, большей 8,6 м/с, отношение скоростей асимптотически сближается, если падение давленпя в секции преобразователя энергян оказывается небольшим в сравнении с динамическим давлением. Результаты анализа представлены на рис. 4.24. При учете двумерного эффекта большее снижение давления может иметь место до снижения предельных характеристик: большее значение скорости может быть достигнуто до того момента, когда характе- ппп ристикп ветрового ЭГД-генератора отклоняются от идеальных. 7М 7П Основные выводы по полученным ре- птпв зультатам заключаются в том, что в направлении практического получения ппп электрической энергии с помощью ветро- / вых ЭГД-генераторов достигнуты значи- пса' Рис 424.
Характеристики ветрового ЭГД-генера- гпа тп л тора плошадью Г для рааличкой подвижности и эффскга скольжения А(м/с)/(В/ьт): т т — елеельеыа ветрвдвитатель; д — идеальиыа Ш- ветрова|тел ~ ель. и .т м м Хи/е тельные успехи. В частности, разработана, в основном, теория для определения характеристик ветровых ЭГД-генераторов с учетом влияния геометрических параметров, электрических условий и др. и выявлено влияние электрического поля, при котором оказывается возможным действительная оценка его характеристик. Теоретические результаты использованы прн разработке установки для испытания ветрового ЭГД-генератора, определения его характеристик и сравнения пх с экспериментальными даннымв, С этой целью разработана и построена небольшая аэродинамическая труба с экспериментальной аппаратурой, включая аэроди.
намическпе весы для измерения лобового сопротивления. Разработана н смонтирована в трубе установка для предварительных испытаний ветровгнх ЭГД-генераторов, которая позволила изменять различные компоненты для получения данных прп изменении в широких пределах геометрических параметров. Прн этом опытные данные получены на исходной н модифицированной экспериментальных установках. В аэродинамической трубе проведено свыше 200 испытаний.
Данные, полученные прн испытаниях, по расчетам математической модели и другим теоретическим исследованиям, а также в результате обзора литературы достаточны для определенпя конкретных целей исследований. К наиболее важным из нпх можно отнести: разработку систем для получения в лабораторных условиях зарядов коллоидных частиц с соответствующей подвижностью при большой скорости образования; )оо экспериментальное определение характеристик ветровых ЭГД-генераторов на опытных установках с расчетным уровнем плотности заряда и передачей. заряда коллоидным частвцам до.
сР соответствующей их подвижности; создание теории систем для получения энергетически-эффективных заряженных коллоидных частпц и экспериментальное исследование таких систем. На основе имеющихся настоящее время экспернме тальных данных представляе Рис. 4.25. Ветродвигатель с управлением ся очевидным, что д ., чт рсшающе циркуляцией.
для создания ветровых ЭГД генераторов будет задача о разования заряженных колл идных частиц. Мстодикр образования частиц и передачи и заряда требует получения частиц с относительно малой подвиж ностью, большой скоростью образования и малым удельным по треблением энергии. 4.5.
УСТРОЙСТВО С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ И УПРАВЛЕНИЕМ ЦИРКУЛЯЦИЕЙ В Университете штата Западная Виргиния проведено неслед ванне по определению стоимости и характеристик для оценки эффективности устройства с вертикальной осью„особенностькр которого является использование управления циркуляцией на Рис.
4.26 Крыло с управлеиием циркуляцией; l — струйное устройство Коаиаа (ширииа щели Г1, крыловых профилях, расположенных по окружности ротора. Теоретические исследования и применение для увеличения подъемной силы крыла управления циркуляцией путем выдувания воздуха через переднюю кромку с устройством, использующим эффект Коанда, показали, что этот метод очень эффективен для увеличения подъемной силы при небольших значениях импульса.
Применение струйных устройств Коанда на установках с всртикальной 155 осью повышает эффективность двигателя, использование котороггу может быть более целесообразным по сравнению с ветродвигателем горизонтального типа, так как этот двигатель обладает известными преимуществами, свойственными установкам с вертикальным расположением оси. Благодаря независимости работы установкрг от направления ветра, характерной конструкции входного аэродинамического устройства и простоте конструкции лопастей (рис.. 4.25) применение установки предпочтительнее при больших ее размерах. На рис.
4.25 показано сечение лопасти с управлением циркуляцией для увеличения подъемной силы и варьируемым углом атаки. Глава 5 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ ВЕТРА В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ' 5.1. СХЕМЫ ГЕНЕРИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 5.1.1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Основными моментами, которые должны быть рассмотрены при обсуждении схем, связанных с преобразованием энергии ветрш в электрическую энергию, являются; вид вырабатываемой электроэнергии (переменное напряжение переменной или постоянной. частоты или постоянное напряжение) частота вращения ветродвигателя (постоянная, близкая к постоянной или переменная), характер использования вырабатываемой электрической энергии (применение аккумуляторных батарей или аккумулирования с.
помощью других способов, выдача электроэнергии в сеть переменного тока). Непосредственная выработка постоянного тока осуществляется. в настоящее время практически только на малых ВЭУ мощностью не более 10 — 20 кВт. В этом случае не требуется постоянная частота вращения ветродвигателя и обйчно применяются аккумуляторные батареи, Относительно небольшие потребности в энергии в довольно удаленных пунктах могут быть удовлетворены путем. использования таких ВЭУ. Аккумулирование энергии ветра в форме тепла с целью последующего его использования на месте может быть осуществлено при применении ВЭУ переменного напряжения с изменяющейся частотой или ВЭУ постоянного напряжения в комплексе с электрическим тепловым аккумулирующим устройством.
Очевидно, что частота. ' Материал этой главы основан на отчетах Университета штата Висконсин (Милуоки) и Оклахомского университета, лабораторно Вгоо)сьауеп р)а!!опа! 1аьога!огу, бюро Вшеап о! Пес!агпа!!оп (аае1авер), фирм Сепега! Е!ес!Пс Соптрапу (ОВ) и Кацап Аегоэрасе Согроганоп (Кашап). 15Т вращения ветродвигателя в этом случае не обязательно должна 'быть постояисой. Возможно также применение выпрямительных устройств для получения постоянного напряжения, которое может быть использовано непосредственно или же после его инвертирования в переменное напряжение постоянной частоты.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
