Tarixiy jihatdan shamol energiyasidan foydalanadigan birinchi statsionar birlik edi shamol tegirmoni, bu shamol tomonidan qo'lda boshqarilgan. Uning asosiy ishchi organi shamol yo'nalishi bo'yicha o'rnatilgan gorizontal aylanish o'qi bo'lgan ko'p qanotli g'ildirak edi. Bunday shamol turbinalari o'rta asrlarda va keyinchalik donni maydalash, suvni ko'tarish va haydash uchun, shuningdek, sanoatning ayrim tarmoqlarini haydash uchun keng qo'llanilgan. Yuqori shamol tezligida zavodda ishlab chiqarilgan yirik shamol tegirmonlari 60 kVtgacha quvvatni ishlab chiqishi mumkin. 19-asrda Rossiyada shamol tegirmonlari soni 200 mingdan oshdi, ularning umumiy quvvati taxminan 1,3 million kVtni tashkil etdi va 1930 yilda SSSRda ularning soni 800 mingdan ortiq edi.
Pervanelli shamol turbinalarining shamol g'ildiraklari: 1 - ko'p qanotli, 2 - uch qanotli, 3 - ikki qanotli, 4 - qarshi og'irlikdagi bir qanotli.
Hozirda ma'lum shamol tegirmonlarining ko'p turlari - shamol turbinalari(). Qanotli shamol g'ildiraklari va gorizontal aylanish o'qi bo'lgan shamol turbinalari keng qo'llaniladi. Ular orasida ikki va uch qanotli shamol turbinalari eng katta rivojlanishga erishdi. Shamol g'ildiragining momenti havo oqimi pichoqlar profili bo'ylab oqayotganda hosil bo'lgan ko'tarish kuchi bilan yaratiladi. Natijada, pichoqlar tomonidan supurilgan maydon ichidagi havo oqimining kinetik energiyasi shamol g'ildiragining aylanish mexanik energiyasiga aylanadi.
shamol tegirmonlari
shamol tegirmonlari
Shamol g'ildiragining o'qida ishlab chiqilgan quvvat uning diametrining kvadratiga va shamol tezligi kubiga proportsionaldir. N.E.ning klassik nazariyasiga ko'ra. Jukovskiy ideal shamol g'ildiragi uchun, shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti £ = 0,593. Ya'ni, ideal (cheksiz sonli pichoqlar bilan) uning kesimidan o'tadigan energiyaning 59,3% ni olishi mumkin. Haqiqatda, amalda, eng yaxshi yuqori tezlikli g'ildiraklar uchun shamol energiyasidan foydalanish koeffitsientining maksimal qiymati 0,45-0,48 ga, past tezlikli g'ildiraklar uchun esa 0,36-0,38 ga etadi.
Shamol g'ildiragining muhim xarakteristikasi uning Z tezligidir, bu pichoqning uchi tezligining shamol oqimi tezligiga nisbati. Pichoqning uchi odatda shamol tezligidan bir necha baravar yuqori tezlikda shamol g'ildiragi tekisligida harakat qiladi. Ikki pichoqli g'ildirak uchun optimal tezlik qiymatlari 5-7, uch pichoq uchun - 4-5, oltita pichoq uchun - 2,5-3,5. shamol tegirmonlari
Dizayn xususiyatlaridan shamol g'ildiragining kuchi asosan uning diametriga, shuningdek, pichoqlarning shakli va profiliga ta'sir qiladi. Quvvat ozgina pichoqlar soniga bog'liq. Shamol g'ildiragining aylanish chastotasi shamol tezligi va tezligiga mutanosib va diametriga teskari proportsionaldir. G'ildirak markazining balandligi ham quvvat miqdoriga ta'sir qiladi, chunki shamol tezligi balandlikka bog'liq.
Quvvat, ta'kidlanganidek, shamol tezligi bilan uchinchi quvvatga mutanosibdir. Shamolning dizayn tezligi va undan yuqori bo'lganida, shamol turbinasi nominal quvvat bilan ishlashi ta'minlanadi. Shamol tezligi shamol turbinasining dizayn quvvatidan past bo'lsa, u nominal qiymatning 20-30% yoki undan kam bo'lishi mumkin.
Bunday ish sharoitida generatorlarda past samaradorlik tufayli katta energiya yo'qotishlari sodir bo'ladi. kam yuklarda va asenkron generatorlarda qo'shimcha ravishda katta reaktiv oqimlar paydo bo'ladi, ular kompensatsiya qilinishi kerak. Ushbu kamchilikni bartaraf etish uchun ba'zi shamol turbinalari nominal quvvati 100 va shamol turbinasi nominal quvvatining 20 - 30% bo'lgan 2 ta generatordan foydalanadi. Yengil shamollarda birinchi generator o'chiriladi. Ba'zi shamol turbinalarida kichik generator, shuningdek, shamol energiyasidan foydalanish koeffitsientining yuqori qiymati bilan past tezlikda zavodni past shamol tezligida ishlatish imkoniyatini beradi. shamol tegirmonlari
Shamolda shamol g'ildiragini o'rnatish, ya'ni. shamol yo'nalishiga perpendikulyar bo'lib, juda kam quvvatli birliklarda dum (dum) yordamida, kichik va o'rta quvvat birliklarida - shamol mexanizmi yordamida va zamonaviy yirik qurilmalarda - maxsus shamol turbinasi naselining yuqori qismida o'rnatilgan shamol yo'nalishi sensori (ob-havo qanoti) dan boshqaruv impulsini qabul qiluvchi orientatsiya tizimi. Windrose mexanizmi - bu bir yoki ikkita kichik shamol g'ildiragi bo'lib, ularning aylanish tekisligi asosiy g'ildirakning aylanish tekisligiga perpendikulyar bo'lib, shamol turbinasi boshining platformasini shamol gullari parallel tekislikda yotguncha aylantiruvchi qurtni haydash uchun ishlaydi. shamol yo'nalishiga.
Gorizontal aylanish o'qi bilan qanotli minora oldida va uning orqasida joylashgan bo'lishi mumkin. Ikkinchi holda, pichoq minora soyasidan o'tayotganda o'zgaruvchan kuchlarning doimiy takroriy ta'siriga duchor bo'ladi, bu esa bir vaqtning o'zida shovqin darajasini sezilarli darajada oshiradi. Shamol g'ildiragining kuchini nazorat qilish va aylanish tezligini cheklash uchun bir qator usullar, jumladan, pichoqlar yoki ularning qismlarini uzunlamasına o'qi atrofida aylantirish, shuningdek, qanotlar, pichoqlar ustidagi valflar va boshqa usullar qo'llaniladi. shamol tegirmonlari
Shamol g'ildiragining gorizontal aylanish o'qi bo'lgan shamol turbinalarining asosiy afzalliklari shundaki, qanotlar atrofida havo oqimi uchun sharoit doimiy bo'lib, shamol g'ildiragi aylanganda o'zgarmaydi, faqat shamol tezligi bilan belgilanadi. Shu sababli, shuningdek, shamol energiyasidan foydalanish koeffitsientining ancha yuqori qiymati tufayli, qanotli shamol turbinalari hozirda eng ko'p qo'llaniladi.
Savonius rotori: a) ikki qanotli, b) to'rt qanotliShamol turbinasining yana bir turi Savonius rotoridir.
Tork Savonius rotori konveks va konkav qismlarning turli qarshiligi tufayli rotor atrofida oqayotganda paydo bo'ladi. Savonius rotori. G'ildirak oddiy, ammo shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti juda past - atigi 0,1 - 0,15. shamol tegirmonlari
Shamol elektr stantsiyalari () vertikal rotorli: a - F shaklidagi, b - L shaklidagi, c - tekis pichoqlar bilan. 1 - minora (val), 2 - rotor, 3 - kengaytmalar, 4 - tayanch, 5 - moment uzatish
So'nggi yillarda, bir qator xorijiy mamlakatlarda, ayniqsa Kanadada, ular 1920 yilda Frantsiyada taklif qilingan Darrieus rotorli shamol turbinasi ishlab chiqa boshladilar. Bu Darrieus rotori vertikal aylanish o'qiga ega va ikki-to'rtta kavisli pichoqlardan iborat. .
Pichoqlar shamol oqimidan pichoqlarda paydo bo'ladigan ko'tarish kuchlari ta'sirida aylanadigan fazoviy tuzilmani hosil qiladi. Darrieus rotorida shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti 0,30 - 0,35 qiymatlarga etadi. So'nggi paytlarda to'g'ri pichoqli Darrieus aylanadigan dvigatelni ishlab chiqish amalga oshirildi.
Vertikal turdagi shamol tegirmonlari
Darrieus shamol turbinalarining (rotorlarining) asosiy afzalligi shundaki, ular shamolga yo'naltirilgan mexanizmga muhtoj emas. Ularda generator va boshqa mexanizmlar taglik yaqinida engil balandlikda joylashgan. Bularning barchasi dizaynni sezilarli darajada soddalashtiradi. Biroq, ushbu shamol turbinalarining jiddiy organik kamchiliklari Darrieus rotorining bir aylanishi paytida qanot atrofidagi oqim sharoitida sezilarli o'zgarishlar bo'lib, u ish paytida tsiklik ravishda takrorlanadi.
Bu charchoq hodisalariga olib kelishi va Darrieus rotori elementlarining yo'q qilinishiga va jiddiy baxtsiz hodisalarga olib kelishi mumkin, bu esa Darrieus rotorini loyihalashda (ayniqsa, yuqori quvvatli shamol turbinalarida) hisobga olinishi kerak. Bundan tashqari, boshlash uchun ular burilmagan bo'lishi kerak.
Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsientining £, Z tezligiga bog'liqligi har xil shamol tegirmonlari rasmda ko'rsatilgan.
Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti £ ning shamol g'ildiragi Z tezligiga tipik bog'liqliklari: 1 - ideal qanotli shamol g'ildiragi; 2,3 va 4 - ikki, uch va ko'p qanotli pervanelli shamol turbinalari; 5 - Darier rotori; 6 - Savonius rotori; 7 - Daniya tegirmonining to'rt qanotli shamol g'ildiragi
Ko'rinib turibdiki, gorizontal aylanish o'qi bo'lgan ikki va uch qanotli g'ildiraklar eng katta qiymatga ega p. Ular uchun Z tezligining keng diapazonida yuqori £ saqlanib qoladi. Ikkinchisi juda muhim, chunki shamol turbinalari keng chegaralarda o'zgarib turadigan shamol tezligida ishlashi kerak. Shuning uchun ushbu turdagi qurilmalar so'nggi yillarda eng ko'p tarqatildi.
Shamol turbinalarining ko'p turlari shunchalik uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lganki, tarix ularning ixtirochilarining ismlari haqida sukut saqlaydi.
Shamol turbinalari turlari:
Shamol turbinalarining asosiy turlari rasmda ko'rsatilgan. Ular ikki guruhga bo'lingan:
gorizontal aylanish o'qi bo'lgan shamol turbinalari (qanotli turdagi) (2...5);
vertikal aylanish o'qi bo'lgan shamol turbinalari (karusel: pichoqli (1) va ortogonal (6)).
Qavatli shamol turbinalarining turlari faqat pichoqlar sonida farqlanadi.
qanotli
Havo oqimi qanot qanotlarining aylanish tekisligiga perpendikulyar bo'lganda eng katta samaradorligiga erishiladigan qanotli shamol turbinalari uchun aylanish o'qini avtomatik ravishda aylantirish uchun qurilma talab qilinadi.
Shu maqsadda stabilizator qanoti ishlatiladi.
Karusel shamol turbinalarining afzalligi shundaki, ular shamolning istalgan yo'nalishida o'z pozitsiyasini o'zgartirmasdan ishlay oladi.
Kanatli shamol turbinalarining shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti (rasmga qarang) karusellarga qaraganda ancha yuqori.
Shu bilan birga, karusellar ko'proq momentga ega.
Shamolning nisbiy tezligi nolga teng bo'lgan karusel pichoqli qurilmalar uchun maksimal.
Qanotli shamol turbinalarining tarqalishi ularning aylanish tezligining kattaligi bilan izohlanadi.
Ular to'g'ridan-to'g'ri elektr toki generatoriga multiplikatorsiz ulanishi mumkin.
Qanotli shamol turbinalarining aylanish tezligi qanotlar soniga teskari proportsionaldir, shuning uchun uchdan ortiq pichoqli bloklar deyarli ishlatilmaydi.
karusel
Aerodinamikadagi farq karusellarga an'anaviy shamol tegirmonlaridan ustunlik beradi.
Shamol tezligining oshishi bilan ular tortish kuchini tezda oshiradilar, shundan so'ng aylanish tezligi barqarorlashadi.
Karusel shamol turbinalari past tezlikda ishlaydi va bu oddiy elektr davrlarini, masalan, asenkron generator bilan, tasodifiy shamol shamoli sodir bo'lganda, avariya xavfisiz foydalanishga imkon beradi.
Sekinlik bitta cheklovchi talabni qo'yadi - past tezlikda ishlaydigan ko'p qutbli generatordan foydalanish.
Bunday generatorlar keng qo'llanilmaydi va ko'paytirgichlardan foydalanish (ko'paytiruvchi [lat. Multiplicator - ko'paytirish] - bosqichma-bosqich vites qutisi) ikkinchisining samaradorligi pastligi sababli samarali emas.
Karusel dizaynining yanada muhim afzalligi uning qo'shimcha fokuslarsiz "shamol qayerdan esayotganini" kuzatib borish qobiliyati edi, bu sirtni tozalash oqimlari uchun juda muhimdir.
Ushbu turdagi shamol turbinalari AQSh, Yaponiya, Angliya, Germaniya, Kanadada qurilgan.
Karusel kanatli shamol turbinasi eng oson ishlaydi. Uning dizayni shamol turbinasini ishga tushirishda maksimal momentni va ish paytida maksimal aylanish tezligini avtomatik ravishda o'z-o'zini boshqarishni ta'minlaydi.
Yukning ortishi bilan aylanish tezligi pasayadi va moment to'liq to'xtashgacha ortadi.
Ortogonal
Ortogonal shamol turbinalari, mutaxassislarning fikriga ko'ra, keng ko'lamli energiya uchun istiqbolli.
Bugungi kunda ortogonal tuzilmalarning shamol muxlislari muayyan qiyinchiliklarga duch kelishmoqda. Ular orasida, xususan, ishga tushirish muammosi.
Ortogonal qurilmalarda bir xil qanot profili subsonik samolyotda bo'lgani kabi ishlatiladi (6-rasmga qarang).
Samolyot qanotning ko'tarish kuchiga "tayanishdan" oldin yuqoriga ko'tarilishi kerak. Xuddi shu narsa ortogonal o'rnatish uchun ham amal qiladi.
Birinchidan, siz unga energiya olib kelishingiz kerak - uni aylantiring va ma'lum aerodinamik parametrlarga keltiring va shundan keyingina u o'zi dvigatel rejimidan generator rejimiga o'tadi.
Quvvatni olish shamol tezligi taxminan 5 m / s bo'lganda boshlanadi va nominal quvvatga 14 ... 16 m / s tezlikda erishiladi.
Shamol turbinalarining dastlabki hisob-kitoblari ularni 50 dan 20 000 kVt gacha bo'lgan diapazonda ishlatishni ta'minlaydi.
2000 kVt quvvatga ega haqiqiy o'rnatishda qanotlari harakatlanadigan halqaning diametri taxminan 80 metrni tashkil qiladi.
Kuchli shamol turbinasi katta o'lchamlarga ega. Biroq, siz kichiklar bilan shug'ullanishingiz mumkin - o'lchamni emas, raqamni oling.
Har bir elektr generatorini alohida konvertor bilan ta'minlash orqali generatorlar tomonidan ishlab chiqarilgan chiqish quvvatini umumlashtirish mumkin.
Bunday holda, shamol turbinasining ishonchliligi va omon qolish qobiliyati oshadi.
Shamol quvvati
shamol energiyasini aylanish energiyasiga aylantiruvchi qurilma. Shamol turbinasining asosiy ishchi organi aylanuvchi birlik - shamol tomonidan boshqariladigan va milga qattiq bog'langan g'ildirak bo'lib, uning aylanishi foydali ishlarni bajaradigan uskunani boshqaradi. Shaft gorizontal yoki vertikal ravishda o'rnatiladi. Shamol turbinalari odatda vaqti-vaqti bilan iste'mol qilinadigan energiyani ishlab chiqarish uchun ishlatiladi: suvni tanklarga quyishda, donni maydalashda, vaqtinchalik, favqulodda va mahalliy elektr tarmoqlarida.
Tarix ma'lumotnomasi. Er usti shamollari har doim ham esmasa ham, yo'nalishini o'zgartirsa va ularning kuchi doimiy bo'lmasa ham, shamol turbinasi tabiiy manbalardan energiya olish uchun eng qadimgi mashinalardan biridir. Shamol turbinalari haqidagi qadimgi yozma ma'lumotlarning shubhali ishonchliligi tufayli bunday mashinalar qachon va qaerda paydo bo'lganligi to'liq aniq emas. Ammo, ba'zi yozuvlarga ko'ra, ular 7-asrdan oldin mavjud bo'lgan. AD Ma'lumki, ular Forsda 10-asrda qo'llanilgan va G'arbiy Evropada bu turdagi birinchi qurilmalar 12-asr oxirida paydo bo'lgan. 16-asr davomida Gollandiyalik shamol tegirmonining chodir turi nihoyat shakllandi. 20-asrning boshlariga qadar ularning dizaynida hech qanday maxsus o'zgarishlar kuzatilmadi, bunda tadqiqotlar natijasida tegirmonlar qanotlarining shakllari va qoplamalari sezilarli darajada yaxshilandi. Past tezlikda ishlaydigan mashinalar katta hajmli bo'lgani uchun, 20-asrning ikkinchi yarmida. yuqori tezlikdagi shamol turbinalarini qurishga kirishdi, ya'ni. shamol energiyasidan foydalanishning yuqori koeffitsienti bilan shamol g'ildiraklari daqiqada ko'p sonli aylanishlarni amalga oshirishi mumkin bo'lganlar.
Shamol turbinalarining zamonaviy turlari. Hozirgi vaqtda shamol turbinalarining uchta asosiy turi qo'llaniladi - baraban, qanotli (vint turi) va aylanuvchi (S shaklidagi repeller profili bilan).
Baraban va qanotli. Baraban tipidagi shamol g'ildiragi boshqa zamonaviy repellers bilan solishtirganda eng past shamol energiyasidan foydalanish darajasiga ega bo'lsa-da, u eng ko'p qo'llaniladi. Ko'pgina fermer xo'jaliklarida, agar biron sababga ko'ra elektr tarmog'i bo'lmasa, u suvni pompalamak uchun ishlatiladi. Plitalar pichoqlari bo'lgan bunday g'ildirakning odatiy shakli rasmda ko'rsatilgan. 1. Baraban va qanotli shamol g'ildiraklari gorizontal shaftda aylanadi, shuning uchun ular eng yaxshi ishlashga erishish uchun shamolga aylantirilishi kerak. Buning uchun ularga rul - vertikal tekislikda joylashgan pichoq beriladi, bu shamol g'ildiragining shamolga burilishini ta'minlaydi. Dunyodagi eng katta qanotli shamol turbinasining g'ildiragi diametri 53 m, qanotining maksimal kengligi 4,9 m.Shamol g'ildiragi to'g'ridan-to'g'ri shamol tezligida rivojlanadigan 1000 kVt quvvatga ega elektr generatoriga ulangan. kamida 48 km/soat. Uning pichoqlari shamol g'ildiragining aylanish tezligi doimiy bo'lib qoladigan tarzda o'rnatiladi va shamol tezligi 24 dan 112 km / soat oralig'ida 30 rpm ga teng. Bunday shamol turbinalari joylashgan hududda shamollar tez-tez esib turishi sababli, shamol turbinasi odatda maksimal quvvatning 50 foizini shamol ishlab chiqaradi va umumiy elektr tarmog'ini oziqlantiradi. Qavatli shamol turbinalari chekka qishloq joylarda fermer xo‘jaliklarini elektr energiyasi bilan ta’minlash, jumladan, radioaloqa tizimlarining akkumulyatorlarini quvvatlantirish uchun keng qo‘llaniladi. Ular samolyotlar va boshqariladigan raketalarning bort elektr stantsiyalarida ham qo'llaniladi.
S shaklidagi rotor. Vertikal milga o'rnatilgan S shaklidagi rotor (2-rasm) yaxshi, chunki bunday repeller bilan shamol turbinasi shamolga olib kelinishi shart emas. Uning milidagi moment yarim burilishda minimal qiymatdan maksimal qiymatning uchdan bir qismigacha o'zgargan bo'lsa-da, u shamol yo'nalishiga bog'liq emas. Silliq dumaloq silindr shamol ta'sirida aylanganda silindr tanasiga shamol yo'nalishiga perpendikulyar kuch ta'sir qiladi. Bu hodisani oʻrgangan nemis fizigi (1852) nomi bilan Magnus effekti deb ataladi. 1920-1930 yillarda A. Flettner qanotli shamol g'ildiraklari o'rniga aylanuvchi silindrlarni (Flettner rotorlari) va S shaklidagi rotorlarni, shuningdek, Evropadan Amerikaga va orqaga o'tishni amalga oshirgan kemaning pervanellari sifatida ishlatgan.
Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti. Shamoldan olinadigan quvvat odatda kichikdir - 4 kVt dan kam Gollandiyalik shamol tegirmonining eskirgan turi 32 km / soat shamol tezligida ishlab chiqilgan. Foydalanish mumkin bo'lgan shamol oqimining kuchi ma'lum bir o'lchamdagi maydonga perpendikulyar vaqt birligida harakatlanadigan havo massalarining kinetik energiyasidan hosil bo'ladi. Shamol turbinasida bu maydon repellerning shamol yuzasi bilan belgilanadi. Dengiz sathidan balandlikni, undagi havo bosimini va uning haroratini hisobga olgan holda, maydon birligi uchun mavjud quvvat N (kVt) N = 0,0000446 V3 (m / s) tenglama bilan aniqlanadi. Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti odatda shamol turbinasi shaftida ishlab chiqilgan quvvatning shamol g'ildiragining shamol yuzasiga ta'sir qiluvchi shamol oqimining mavjud kuchiga nisbati sifatida aniqlanadi. Bu koeffitsient shamol g'ildiragi pichog'ining tashqi chetining tezligi w va shamol tezligi u o'rtasidagi ma'lum nisbatda maksimal bo'ladi; w/u bu nisbatning qiymati shamol turbinasi turiga bog'liq. Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti shamol g'ildiragining turiga bog'liq va 5-10% (tekis qanotli golland tegirmoni, w/u = 2,5) dan 35-40% gacha (profilli qanotli repeller, 5 Ј w/u Ј 10) ).
ADABIYOT
Shamol kuchi. M., 1982 Yaras L. va boshqalar Shamol energiyasi. M., 1982 yil
Collier entsiklopediyasi. - Ochiq jamiyat. 2000 .
Sinonimlar:Boshqa lug'atlarda "WIND MOTOR" nima ekanligini ko'ring:
Shamol turbinasi … Imlo lug'ati
Dvigatel, pnevmomotorli dvigatel, shamol turbinasi, shamol turbinasi Ruscha sinonimlarning lug'ati. shamol turbinasi n., sinonimlar soni: 4 shamol tegirmoni (8) ... Sinonim lug'at
Mexanik energiya ishlab chiqarish uchun shamol energiyasidan foydalanadi. Ko'pincha qanotli shamol turbinalari keng tarqalgan bo'lib, ularda shamol g'ildiragining aylanish o'qi havo oqimining yo'nalishiga to'g'ri keladi ... Katta ensiklopedik lug'at
shamol turbinasi- VD Shamol energiyasini shamol turbinasi aylanishining mexanik energiyasiga aylantirish uchun qurilma. [GOST R 51237 98] Mavzular shamol energiyasi Sinonimlar VD EN shamol motori ... Texnik tarjimon uchun qo'llanma
shamol turbinasi- shamol turbinasi... Qisqartmalar va qisqartmalar lug'ati
Shamol quvvati- (shamol turbinasi) mexanik energiya ishlab chiqarish uchun shamolning kinetik energiyasidan foydalanadigan dvigatel. V. shamol tegirmonining ibtidoiy koʻrinishi. Shamol turbinalari mavjud: qanotli, karusel yoki aylanadigan va baraban ... Katta politexnika entsiklopediyasi
Mexanik energiya ishlab chiqarish uchun shamolning kinetik energiyasidan foydalanadigan dvigatel. Shamol oqimining energiyasini (bosimini) idrok etadigan va uni milning aylanish mexanik energiyasiga aylantiradigan shamolning ishchi tanasi sifatida ular ... ... foydalanadilar. Buyuk Sovet Entsiklopediyasi
Shamolning kinetik energiyasini mexanik energiyaga aylantiruvchi mashina. Shamol turbinasining ishchi organi shamol g'ildiragi bo'lib, u havo oqimining bosimini sezadi va uni milning aylanishining mexanik energiyasiga aylantiradi. Farqlash…… Texnologiya entsiklopediyasi
men; m.Shamol kuchi bilan harakatlanuvchi dvigatel. * * * Shamol turbinasi mexanik energiya ishlab chiqarish uchun shamol energiyasidan foydalanadi. Ko'pincha qanotli shamol turbinalari keng tarqalgan bo'lib, ularda shamol g'ildiragining aylanish o'qi ... ... bilan mos keladi. ensiklopedik lug'at
Kinetikdan foydalanadigan vosita mexanik ishlab chiqarish uchun shamol energiyasi energiya. V. vanedni ajrating (rasmga qarang), qoida tariqasida, gorizontal aylanish o'qi bilan, koeffitsient bilan. shamol energiyasidan foydalanish 0,48 gacha (eng keng tarqalgan); karusel, ...... Katta ensiklopedik politexnika lug'ati
Maqolaning mazmuni
shamol turbinasi, shamol energiyasini aylanish energiyasiga aylantiruvchi qurilma. Shamol turbinasining asosiy ishchi organi shamol tomonidan boshqariladigan va milga qattiq bog'langan g'ildirakning aylanadigan birligi bo'lib, uning aylanishi foydali ishlarni bajaradigan uskunani boshqaradi. Shaft gorizontal yoki vertikal ravishda o'rnatiladi. Shamol turbinalari odatda vaqti-vaqti bilan iste'mol qilinadigan energiyani ishlab chiqarish uchun ishlatiladi: suvni tanklarga quyishda, donni maydalashda, vaqtinchalik, favqulodda va mahalliy elektr tarmoqlarida.
Tarix ma'lumotnomasi.
Er usti shamollari har doim ham esmasa ham, yo'nalishini o'zgartirsa va ularning kuchi doimiy bo'lmasa ham, shamol turbinasi tabiiy manbalardan energiya olish uchun eng qadimgi mashinalardan biridir. Shamol turbinalari haqidagi qadimgi yozma ma'lumotlarning shubhali ishonchliligi tufayli bunday mashinalar qachon va qaerda paydo bo'lganligi to'liq aniq emas. Ammo, ba'zi yozuvlarga ko'ra, ular 7-asrdan oldin mavjud bo'lgan. AD Ma'lumki, ular Forsda 10-asrda qo'llanilgan va G'arbiy Evropada bu turdagi birinchi qurilmalar 12-asr oxirida paydo bo'lgan. 16-asr davomida Gollandiyalik shamol tegirmonining chodir turi nihoyat shakllandi. 20-asrning boshlariga qadar ularning dizaynida hech qanday maxsus o'zgarishlar kuzatilmadi, bunda tadqiqotlar natijasida tegirmonlar qanotlarining shakllari va qoplamalari sezilarli darajada yaxshilandi. Past tezlikda ishlaydigan mashinalar katta hajmli bo'lgani uchun, 20-asrning ikkinchi yarmida. yuqori tezlikdagi shamol turbinalarini qurishga kirishdi, ya'ni. shamol energiyasidan foydalanishning yuqori koeffitsienti bilan shamol g'ildiraklari daqiqada ko'p sonli aylanishlarni amalga oshirishi mumkin bo'lganlar.
Shamol turbinalarining zamonaviy turlari.
Hozirgi vaqtda shamol turbinalarining uchta asosiy turi qo'llaniladi: baraban, qanotli (vintli) va aylanadigan (S-shaklidagi repeller profilli).
Baraban va qanotli.
Baraban tipidagi shamol g'ildiragi boshqa zamonaviy repellers bilan solishtirganda eng past shamol energiyasidan foydalanish darajasiga ega bo'lsa-da, u eng ko'p qo'llaniladi. U bilan ko'plab fermalarda agar biron-bir sababga ko'ra elektr tarmog'i bo'lmasa, suvni pompalang. Plitalar pichoqlari bo'lgan bunday g'ildirakning odatiy shakli rasmda ko'rsatilgan. 1. Baraban va qanotli shamol g'ildiraklari gorizontal shaftda aylanadi, shuning uchun ular eng yaxshi ishlashga erishish uchun shamolga aylantirilishi kerak. Buning uchun ularga rul - vertikal tekislikda joylashgan pichoq beriladi, bu shamol g'ildiragining shamolga burilishini ta'minlaydi. Dunyodagi eng katta qanotli shamol turbinasining g'ildiragi diametri 53 m, qanotining maksimal kengligi 4,9 m.Shamol g'ildiragi to'g'ridan-to'g'ri shamol tezligida rivojlanadigan 1000 kVt quvvatga ega elektr generatoriga ulangan. kamida 48 km/soat. Uning pichoqlari shamol g'ildiragining aylanish tezligi doimiy bo'lib qoladigan tarzda o'rnatiladi va shamol tezligi 24 dan 112 km / soat oralig'ida 30 rpm ga teng. Bunday shamol turbinalari joylashgan hududda shamol tez-tez esib turishi sababli, shamol turbinasi odatda maksimal quvvatning ~ 50% ni ishlab chiqaradi va umumiy elektr tarmog'ini oziqlantiradi. Qavatli shamol turbinalari chekka qishloq joylarda fermer xo‘jaliklarini elektr energiyasi bilan ta’minlash, jumladan, radioaloqa tizimlarining akkumulyatorlarini quvvatlantirish uchun keng qo‘llaniladi. Ular samolyotlar va boshqariladigan raketalarning bort elektr stantsiyalarida ham qo'llaniladi.
S shaklidagi rotor.
Vertikal milga o'rnatilgan S shaklidagi rotor (2-rasm) yaxshi, chunki bunday repeller bilan shamol turbinasi shamolga olib kelinishi shart emas. Uning milidagi moment yarim burilishda minimal qiymatdan maksimal qiymatning uchdan bir qismigacha o'zgargan bo'lsa-da, u shamol yo'nalishiga bog'liq emas. Silliq dumaloq silindr shamol ta'sirida aylanganda silindr tanasiga shamol yo'nalishiga perpendikulyar kuch ta'sir qiladi. Bu hodisani oʻrgangan nemis fizigi (1852) nomi bilan Magnus effekti deb ataladi. 19201930-yillarda A. Flettner qanotli shamol g'ildiraklari o'rniga aylanuvchi silindrlar (Flettner rotorlari) va S shaklidagi rotorlardan, shuningdek, Evropadan Amerikaga va orqaga o'tishni amalga oshirgan kemaning pervanellari sifatida foydalangan.
Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti.
Shamoldan olinadigan quvvat odatda kichikdir - 4 kVt dan kamroq shamol tezligi soatiga 32 km bo'lgan Gollandiya shamol tegirmonining eskirgan turini rivojlantiradi. Foydalanish mumkin bo'lgan shamol oqimining kuchi ma'lum bir o'lchamdagi maydonga perpendikulyar vaqt birligida harakatlanadigan havo massalarining kinetik energiyasidan hosil bo'ladi. Shamol turbinasida bu maydon repellerning shamol yuzasi bilan belgilanadi. Dengiz sathidan balandlikni hisobga olgan holda, undagi havo bosimi va uning harorati, mavjud quvvat N(kVt da) maydon birligiga tenglama bilan berilgan
N\u003d 0,0000446 V 3 (m / s).
Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti odatda shamol turbinasi shaftida ishlab chiqilgan quvvatning shamol g'ildiragining shamol yuzasiga ta'sir qiluvchi shamol oqimining mavjud kuchiga nisbati sifatida aniqlanadi. Bu koeffitsient shamol turbinasi pichog'ining tashqi chetining tezligi o'rtasidagi ma'lum nisbatda maksimal bo'ladi w va shamol tezligi u; bu nisbatning ma'nosi w/u shamol turbinasi turiga bog'liq. Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti shamol g'ildiragi turiga bog'liq va 510% gacha (tekis qanotli Gollandiya tegirmoni, w/u= 2,5) 3540% gacha (profilli qanotli repeller, 5 J w/u£ 10).
shamol energiyasini aylanish energiyasiga aylantiruvchi qurilma. Shamol turbinasining asosiy ishchi organi aylanuvchi birlik - shamol tomonidan boshqariladigan va milga qattiq bog'langan g'ildirak bo'lib, uning aylanishi foydali ishlarni bajaradigan uskunani boshqaradi. Shaft gorizontal yoki vertikal ravishda o'rnatiladi. Shamol turbinalari odatda vaqti-vaqti bilan iste'mol qilinadigan energiyani ishlab chiqarish uchun ishlatiladi: suvni tanklarga quyishda, donni maydalashda, vaqtinchalik, favqulodda va mahalliy elektr tarmoqlarida.
Tarix ma'lumotnomasi. Er usti shamollari har doim ham esmasa ham, yo'nalishini o'zgartirsa va ularning kuchi doimiy bo'lmasa ham, shamol turbinasi tabiiy manbalardan energiya olish uchun eng qadimgi mashinalardan biridir. Shamol turbinalari haqidagi qadimgi yozma ma'lumotlarning shubhali ishonchliligi tufayli bunday mashinalar qachon va qaerda paydo bo'lganligi to'liq aniq emas. Ammo, ba'zi yozuvlarga ko'ra, ular 7-asrdan oldin mavjud bo'lgan. AD Ma'lumki, ular Forsda 10-asrda qo'llanilgan va G'arbiy Evropada bu turdagi birinchi qurilmalar 12-asr oxirida paydo bo'lgan. 16-asr davomida Gollandiyalik shamol tegirmonining chodir turi nihoyat shakllandi. 20-asrning boshlariga qadar ularning dizaynida hech qanday maxsus o'zgarishlar kuzatilmadi, bunda tadqiqotlar natijasida tegirmonlar qanotlarining shakllari va qoplamalari sezilarli darajada yaxshilandi. Past tezlikda ishlaydigan mashinalar katta hajmli bo'lgani uchun, 20-asrning ikkinchi yarmida. yuqori tezlikdagi shamol turbinalarini qurishga kirishdi, ya'ni. shamol energiyasidan foydalanishning yuqori koeffitsienti bilan shamol g'ildiraklari daqiqada ko'p sonli aylanishlarni amalga oshirishi mumkin bo'lganlar.
Shamol turbinalarining zamonaviy turlari. Hozirgi vaqtda shamol turbinalarining uchta asosiy turi qo'llaniladi - baraban, qanotli (vint turi) va aylanuvchi (S shaklidagi repeller profili bilan).
Baraban va qanotli. Baraban tipidagi shamol g'ildiragi boshqa zamonaviy repellers bilan solishtirganda eng past shamol energiyasidan foydalanish darajasiga ega bo'lsa-da, u eng ko'p qo'llaniladi. Ko'pgina fermer xo'jaliklarida, agar biron sababga ko'ra elektr tarmog'i bo'lmasa, u suvni pompalamak uchun ishlatiladi. Plitalar pichoqlari bo'lgan bunday g'ildirakning odatiy shakli rasmda ko'rsatilgan. 1. Baraban va qanotli shamol g'ildiraklari gorizontal shaftda aylanadi, shuning uchun ular eng yaxshi ishlashga erishish uchun shamolga aylantirilishi kerak. Buning uchun ularga rul - vertikal tekislikda joylashgan pichoq beriladi, bu shamol g'ildiragining shamolga burilishini ta'minlaydi. Dunyodagi eng katta qanotli shamol turbinasining g'ildiragi diametri 53 m, qanotining maksimal kengligi 4,9 m.Shamol g'ildiragi to'g'ridan-to'g'ri shamol tezligida rivojlanadigan 1000 kVt quvvatga ega elektr generatoriga ulangan. kamida 48 km/soat. Uning pichoqlari shamol g'ildiragining aylanish tezligi doimiy bo'lib qoladigan tarzda o'rnatiladi va shamol tezligi 24 dan 112 km / soat oralig'ida 30 rpm ga teng. Bunday shamol turbinalari joylashgan hududda shamollar tez-tez esib turishi sababli, shamol turbinasi odatda maksimal quvvatning 50 foizini shamol ishlab chiqaradi va umumiy elektr tarmog'ini oziqlantiradi. Qavatli shamol turbinalari chekka qishloq joylarda fermer xo‘jaliklarini elektr energiyasi bilan ta’minlash, jumladan, radioaloqa tizimlarining akkumulyatorlarini quvvatlantirish uchun keng qo‘llaniladi. Ular samolyotlar va boshqariladigan raketalarning bort elektr stantsiyalarida ham qo'llaniladi.
S shaklidagi rotor. Vertikal milga o'rnatilgan S shaklidagi rotor (2-rasm) yaxshi, chunki bunday repeller bilan shamol turbinasi shamolga olib kelinishi shart emas. Uning milidagi moment yarim burilishda minimal qiymatdan maksimal qiymatning uchdan bir qismigacha o'zgargan bo'lsa-da, u shamol yo'nalishiga bog'liq emas. Silliq dumaloq silindr shamol ta'sirida aylanganda silindr tanasiga shamol yo'nalishiga perpendikulyar kuch ta'sir qiladi. Bu hodisani oʻrgangan nemis fizigi (1852) nomi bilan Magnus effekti deb ataladi. 1920-1930 yillarda A. Flettner qanotli shamol g'ildiraklari o'rniga aylanuvchi silindrlarni (Flettner rotorlari) va S shaklidagi rotorlarni, shuningdek, Evropadan Amerikaga va orqaga o'tishni amalga oshirgan kemaning pervanellari sifatida ishlatgan.
Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti. Shamoldan olinadigan quvvat odatda kichikdir - 4 kVt dan kam Gollandiyalik shamol tegirmonining eskirgan turi 32 km / soat shamol tezligida ishlab chiqilgan. Foydalanish mumkin bo'lgan shamol oqimining kuchi ma'lum bir o'lchamdagi maydonga perpendikulyar vaqt birligida harakatlanadigan havo massalarining kinetik energiyasidan hosil bo'ladi. Shamol turbinasida bu maydon repellerning shamol yuzasi bilan belgilanadi. Dengiz sathidan balandlikni, undagi havo bosimini va uning haroratini hisobga olgan holda, maydon birligi uchun mavjud quvvat N (kVt) N = 0,0000446 V3 (m / s) tenglama bilan aniqlanadi. Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti odatda shamol turbinasi shaftida ishlab chiqilgan quvvatning shamol g'ildiragining shamol yuzasiga ta'sir qiluvchi shamol oqimining mavjud kuchiga nisbati sifatida aniqlanadi. Bu koeffitsient shamol g'ildiragi pichog'ining tashqi chetining tezligi w va shamol tezligi u o'rtasidagi ma'lum nisbatda maksimal bo'ladi; w/u bu nisbatning qiymati shamol turbinasi turiga bog'liq. Shamol energiyasidan foydalanish koeffitsienti shamol g'ildiragining turiga bog'liq va 5-10% dan (tekis qanotli golland tegirmoni, w/u = 2,5) 35-40% gacha (profilli qanotli repeller, 5 R€ w/u R€ 10) ).
ADABIYOT
Shamol kuchi. M., 1982 Yaras L. va boshqalar Shamol energiyasi. M., 1982 yil
