Оценка эксплуатационных характеристик новой ветротурбины с вертикальной осью с соосно вращающихся в концепции Краткое изложение
жүктеу/скачать 1,82 Mb.
|
Аударма
| 4. Экспериментальное описание
В этом разделе дается подробное описание экспериментальной установки, приборов и процедур измерения, используемых в ходе экспериментов. 4.1. Проектирование, изготовление и наладка Ротора Лопасти встречно-вращающейся модели выполнены из симметричной 4-значной серии NACA С Н-образной формой Ротора Darrieus. Было установлено, что более толстые и изогнутые аэродинамические профили демонстрируют лучшие эксплуатационные характеристики как с точки зрения мощности, так и с точки зрения характеристик самозапуска в текущих условиях течения [19-21]. В результате для данного исследования был принят профиль NACA0021 толщиной 21 мм. Всего было изготовлено шесть лопастей; по три для каждого комплекта роторов с одинаковой высотой (H) и длиной хорды (c) 50 см и 10 см соответственно, как показано на рис. 2 (b). Верхний Ротор рассматривается как основной, а нижний-как вспомогательный. При выборе подходящего материала для изготовления лопасти учитывалось множество факторов, таких как вес, усталостная прочность, стоимость, местные производственные возможности и доступность. Для достижения более эффективной и эффективной работы системы материал лопасти должен быть легким, чтобы она могла стартовать при низкой скорости ветра, выдерживая при этом доверие ветра свободного потока. Это особенно важно для вспомогательной лопасти, которая крепится к генератору. Учитывая эти особенности, Сосна была выбрана из-за ее легких, относительно прочных, дешевых и простых в изготовлении характеристик. Были использованы два однонаправленных подшипника: один в основании генератора, а другой в верхней части вала, чтобы обеспечить вращение по часовой стрелке и против часовой стрелки основного и вспомогательного роторов соответственно. Генератор сидит на одностороннем подшипнике, который не только облегчает вращение по часовой стрелке, но и поддерживает вес генератора, действуя как упорный подшипник, и обеспечивает плавное/свободное и легкое вращение. Выяснилось,что этот подшипник обеспечивает более плавное вращение Нижнего ротора и не сильно зависит от веса генератора в 2,3 кг. Второй однонаправленный подшипник установлен на конце вала, как показано на фиг. 2 (С), чтобы обеспечить вращение главного Ротора в противоположном направлении от второго (вспомогательного) ротора для достижения более высокой скорости вращения (об / мин), поскольку более высокие обороты могут означать огромное увеличение количества электроэнергии, которое может генерировать ветряная турбина, и избежать нулевой выходной крутящий момент. Лопасти были соединены с центральным валом из мягкой стали диаметром 1,2 см и длиной 88 см через цилиндрические стойки/ рычаги диаметром 2,7 см. Эти распорки соединены с лопастями простыми винтами, а с валом-диском диаметром 12 см, который приварен к валу. Этот 12-сантиметровый диск немного больше диаметра генератора, с которым вспомогательная лопасть соединена распорками, расположенными на расстоянии 120 друг от друга. Как показано на рис. 2, эти распорки соединены с генератором с помощью 3 стержней, которые окружают генератор. Прутки приварены к двум дискам; один сверху, а другой снизу генератора, который приварен к однонаправленному подшипнику, в целом действует как корпус для генератора. Кроме того, была построена структурная рама для поддержки всей системы, как показано на рис. 2 (с). Кроме того, поскольку симметричный профиль лопасти NACA имеет врожденные трудности для самозапуска [22-24], полукруглые трубы из поливинилхлорида (ПВХ) были установлены на каждой стойке, чтобы помочь лопасти самозапускаться, как показано на рис.13. 2 (а). Чтобы эффективно собирать выходную электрическую мощность (напряжение и ток) от вращающегося генератора, на башне под генератором было установлено скользящее кольцо с положительным и отрицательным полюсами, чтобы облегчить этот процесс. Хотя Юнг и др. [25] предполагают, что относительное расстояние между двумя роторами должно составлять половину диаметра вспомогательного ротора, и рекомендуют, чтобы размер вспомогательного Ротора составлял половину основного ротора для оптимальной выработки энергии на встречном вращающемся HAWT. И наоборот, в более поздних исследованиях [12,16] сообщалось, что более 60% прироста мощности было достигнуто при неизменном размере диаметра основного и вспомогательного роторов и только 21% прироста мощности в случае Jung et al. [25]. Это говорит о том, что размер или диаметр вспомогательного Ротора могут не оказывать существенного влияния на производительность CRWT. Таким образом, в текущей конструкции диаметр обоих роторов был сохранен одинаковым, то есть 80 см, как показано в Таблице 1. жүктеу/скачать 1,82 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|