Technologia / Poradnik techniczny
Wypełnienie wirnika wiatrowego: powierzchnia globalna, lokalna cięciwa i liczba łopat
Wypełnienie wirnika wyraża gęstość geometryczną według podanej definicji. Pokrycie całej tarczy i lokalna gęstość cięciwy względem obwodu są różnymi wielkościami. Żadna nie jest procentem mocy wiatru przekształconej w energię elektryczną.
Wskaż powierzchnię lub stację promieniową opisywaną przez stosunek.
Liczba łopat wchodzi do definicji geometrycznej wraz z rozmiarem łopat. Samo liczenie łopat nie ustala wypełnienia ani nie pozwala porównać zachowania aerodynamicznego całych wirników.
01 / Definicja globalna
Wypełnienie całej tarczy wykorzystuje stosunek powierzchni.
W stosowanej tutaj globalnej definicji geometrycznej wypełnienie jest sumą powierzchni rzutów łopat podzieloną przez wybraną powierzchnię tarczy wirnika.
W stosowanej tutaj globalnej definicji geometrycznej wypełnienie jest sumą powierzchni rzutów łopat podzieloną przez wybraną powierzchnię tarczy wirnika. Należy podać konwencje rzutu i projekcji. Stosunek opisuje geometrię, a nie szczelne blokowanie każdej możliwej drogi przepływu.
Przykładowo łączna powierzchnia rzutów łopat 3 m² w odniesieniu do tarczy 30 m² daje globalne wypełnienie 0.10. Powierzchnie są wymyślone. Żadnemu modelowi MARSTON nie przypisano powierzchni łopat ani ich liczby.
02 / Definicja lokalna
Lokalne wypełnienie odnosi się do stacji promieniowej.
Dla B identycznych łopat o lokalnej cięciwie c przy promieniu r powszechna definicja pierścieniowa ma postać σ_local = Bc/(2πr).
Dla B identycznych łopat o lokalnej cięciwie c przy promieniu r powszechna definicja pierścieniowa ma postać σ_local = Bc/(2πr). Porównuje łączne szerokości cięciw z obwodem w tej stacji, przy założeniu odpowiedniej geometrii powtarzanych przekrojów.
Sformułowanie BEM NREL podaje tę definicję lokalną. Nie jest ona liczbowo zamienna z pokryciem całej tarczy; lokalna cięciwa i promień mogą zmieniać się w obrębie tego samego wirnika.
03 / Przykład
Lokalny stosunek nie wymaga wartości mocy.
Dla hipotetycznego przekroju czterech łopat z c = 0.12 m przy r = 1 m lokalne wypełnienie wynosi 4 × 0.12 /(2π × 1), około 0.0764.
Dla hipotetycznego przekroju czterech łopat z c = 0.12 m przy r = 1 m lokalne wypełnienie wynosi 4 × 0.12 /(2π × 1), około 0.0764. Liczba łopat jest przykładem, a nie konfiguracją obecnego produktu.
Zmiana stacji zmienia stosunek, jeśli zmienia się cięciwa lub promień. Rysunek wirnika z jedną podaną wartością σ powinien więc wskazywać, czy dotyczy ona stacji, średniej czy globalnej definicji powierzchniowej.
04 / Liczba łopat
Porównanie musi wskazywać, co pozostaje stałe.
Zwiększenie B przy zachowaniu tego samego rozkładu cięciwy zwiększa lokalne wypełnienie.
Zwiększenie B przy zachowaniu tego samego rozkładu cięciwy zwiększa lokalne wypełnienie. Zmniejszenie poszczególnej cięciwy przy zwiększeniu B może je zachować. Więcej łopat i większe wypełnienie nie są więc równoważnymi stwierdzeniami bez ograniczenia geometrycznego.
Nawet przy równym wypełnieniu skończona liczba łopat i ich odstępy różnią się. Modele lokalnego obciążenia i oddziaływań mogą reagować inaczej; równe stosunki geometryczne nie potwierdzają identycznych sił aerodynamicznych ani zachowania całego wirnika.
05 / Osiągi
Wypełnienie nie jest powierzchnią omiataną ani Cp.
Tarcza jest omiataną powierzchnią odniesienia; pole rzutu łopat daje inny licznik.
Tarcza jest omiataną powierzchnią odniesienia; pole rzutu łopat daje inny licznik. Cp opisuje granicę zakresu przemiany energii, a nie pokrycie geometryczne. Większego wypełnienia nie można po prostu wstawić do wzoru mocy jako większej sprawności.
Współczynniki przekroju, przepływ względny i prędkości indukowane nadal określają obliczenie sił. Wyjaśnienie BEM pokazuje, dlaczego geometria i przepływ pozostają sprzężone.
06 / Warunki
Stosuj definicję w jej zakresie geometrycznym.
Nieidentyczne łopaty, skos, rzut i wycięcia przy nasadzie wymagają spójnej interpretacji geometrycznej.
Nieidentyczne łopaty, skos, rzut i wycięcia przy nasadzie wymagają spójnej interpretacji geometrycznej. Lokalny wzór dla identycznych łopat jest konwencją modelu, a nie pełnym opisem każdego możliwego kształtu wirnika.
Pięć obecnych nominalnych średnic MARSTON określa geometrię tarczy tylko na podanym poziomie nominalnym. Nie ustalają liczby łopat, rozkładów cięciwy ani rzeczywistego wypełnienia; nie deklaruje się tu optymalnej liczby ani wypełnienia.
Kontynuuj ocenę, korzystając z poradnika: Teoria elementu łopaty i pędu: sprzężenie i założenia.
Kontynuuj ocenę, korzystając z poradnika: Efekty końcówki i nasady łopaty wirnika: co opisują poprawki.
Kontynuuj ocenę, korzystając z poradnika: Siła nośna, opór i współczynniki przekroju łopaty turbiny wiatrowej.
Informacje ogólne: NREL: lokalne wypełnienie w określonym sformułowaniu BEM. Źródła wyjaśniają koncepcje branżowe; są odrębne od właściwych dokumentów produktów i projektów MARSTON.
Kluczowe pojęcia i warunki.
Odczytuj każdą wielkość wraz z odniesieniem, jednostkami i podanymi warunkami. Ogólna zależność nie ustala wartości właściwej modelowi.
| Pojęcie / wielkość | Znaczenie / zależność | Warunki / ograniczenia |
|---|---|---|
| Globalne wypełnienie | Suma powierzchni rzutów łopat/powierzchnia odniesienia tarczy | Podaj rzut i definicję powierzchni. |
| Lokalne wypełnienie | Bc/(2πr) | Zakłada odpowiednią identyczną geometrię przekrojów. |
| B | Liczba łopat w zdefiniowanym modelu | Sama liczba nie ustala wypełnienia. |
| c i r | Cięciwa i promień stacji, m | Ich zmiana zmienia lokalny stosunek. |
| Cp | Współczynnik przetwarzania mocy | Inna wielkość fizyczna niż wypełnienie. |
Pytania techniczne.
Czy wypełnienie jest sprawnością?
Nie. To zdefiniowany stosunek geometryczny.
Czy globalne i lokalne wypełnienie są tą samą liczbą?
Na ogół nie; wykorzystują różne definicje licznika i mianownika.
Czy więcej łopat zawsze oznacza większe wypełnienie?
Tylko przy zachowaniu odpowiedniej geometrii łopat bez zmian.
Czy równe wypełnienie oznacza identyczną aerodynamikę?
Nie. Liczba łopat, właściwości przekrojów i oddziaływania przepływu mogą się różnić.
Czy cztery łopaty są potwierdzone dla MARSTON?
Nie. Cztery łopaty występują tylko w hipotetycznym przykładzie lokalnym.
Czy sama nominalna średnica wystarcza do wyznaczenia wypełnienia?
Nie. Potrzebne są też właściwa geometria łopaty i definicja.
Zapytanie techniczne
Omów zagadnienie techniczne.
Wypełnienie wirnika wyraża gęstość geometryczną według podanej definicji. Przekaż model i właściwe informacje dotyczące pracy lub projektu do dyskusji inżynierskiej.