Preview

Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE)

Расширенный поиск
Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ платный или только для Подписчиков

ОПТИМАЛЬНЫЕ ОРТОГОНАЛЬНЫЕ ТУРБИНЫ МАЛОЙ МОЩНОСТИ В БЕСКОНЕЧНОМ ПОТОКЕ

https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.07-09.063-085

Полный текст:

Аннотация

Рассматривались варианты конструкции свободнопоточных быстроходных ортогональных агрегатов (VAWT – по терминологии США), преобразующих энергию течений в условиях, когда габариты турбины много меньше глубины и ширины потока. Установлено, что рассмотренные турбины большой длины наибольшую эффективность могут иметь в вариантах с одной сбалансированной лопастью, когда хорда лопасти примерно равна радиусу турбины и развернута на 3–5 градусов (носок лопасти наружу от трассы). Оптимальная скорость вращения в этом случае примерно в 4 раза выше скорости потока, а при постоянной скорости вращения максимальная мощность на валу турбины достигается при скорости потока, близкой к скорости лопасти. Сбалансированная турбина с двумя лопастями и таким же затенением (хорда лопасти вдвое меньше радиуса) имеет примерно такую же эффективность, но при скорости лопастей в 2,5 раза большей скорости потока на подходе к турбине. Отмечена возможность заметного увеличения эффективности турбин при оптимизации разворота лопастей на трассе и увеличении относительного диаметра турбин (D/L).

 

Об авторе

В. М. Лятхер
British American Turbines, Inc; New Energetics Inc.; ООО «Новая Энергетика»
Россия
д-р. техн. наук, профессор; член Академии водных проблем (Россия); инженер, British American Turbines, Inc.; президент компании «New Energetics» (США); генеральный директор ООО «Новая Энергетика» (Россия)


Список литературы

1. Darrieus G. Turbine Having its Rotating Shaft Transverse to the Flow of Current, U.S.Patent 1834018, December 1931.

2. Tom D. Ashwill Meaqsured Data for Sandia 34- Meter Vertical Axis Wind Turbine, SAND91-2228, July 1992, 119 p.

3. “L-180 Poseidon” according to Ljungstrom project. Canadian Patent 337.120, Oct.6, 1978, Danish 4146/79.

4. Lyatkher V. Wind Power. Turbine Design, Selection, and Optimization. Wiley, 2014.

5. Lyatkher V. Tests of head samples of orthogonal wind turbines (Ispytaniya golovnykh obraztsov ortogonalnyh vetroagregatov). Gidrotehnicheskoe stroitelstvo, 2002;3:31–39 (in Russ.).

6. Baklushin P.G., Vashkevich K.P., Samsonov V.V. Experimental study of the aerodynamic characteristics of orthogonal vane wind turbines (Eksperimentalnoe issledovanie aerodinamicheskih harakteristik ortogonalnyh krylchatyh vetrokoles). Sbornik nauchnyh trudov Gidroproekta, iss. 129: Vetroenergeticheskie stantsii, Мoscow: 1988, pp. 98–105 (in Russ.).

7. McGbee R., Reasley W. Low Speed Aerodinamic Characteristics of a 17-percent-thic Airfoil Section Designed for General Aviation Applications, NASA TN D7428, 1973.

8. Zubkovsky S.L., Lyatkher V.M., Fedorov M.M., Tsvang L.R. Interaction of the wind flow with the wind power plant (Vzaimodeistvie vetrovogo potoka s vetroenergeticheskoi ustanovkoi). Izv. Academy of Sciences of the USSR, Physics of the Atmosphere and the Ocean, 1990;26(9):899–905 (in Russ.).

9. Samsonov V., Baklushin P.G., Dmitriev A.I., Zosimov A.V. Vertical axial wind turbine with a jet flap (Vertikalno-osevaya vetroturbina so struinym zakrylkom). Promyshlennaya aerodinamika, 1990;4(36): (in Russ.).

10. Samsonov V., Baklushin P. Comparison of different ways for VAWT aerodynamic control. Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics, 1992;39(1– 3):427–433.

11. Lyatkher V. Orthogonal Power Unit. Patent US 8007235 B1, Int.Cl. F03B 3/12(2006.01), Aug. 30, 2011.

12. Lyatkher V. Orthogonal turbine having a balanced blade. Patent US 9687715 B1, Int.Cl F03D 3/00, May 23, 2017.

13. Rawlings G.W. Parametric Characterization of an experimental vertical axis hydroturbine. BASc, University of British Columbia, 2008.

14. Kirke B. Tests on two small variables pitch cross flow hydrokinetic turbines. Energy for Sustainable Development, 2016;31:185–193.

15. Rezaeiha A., Kalkman I., Blocken B. Effect of pitch angle on power performance and aerodynamics of a vertical axis wind turbine. Applied Energy, 2017;197:132–150.

16. Lyatkher V.M. Wind Turbine Blade. The author's certificate of the USSR No 1325186, Priority from March 5, 1985; registration on March 22, 1987.

17. Application of Circulation Controlled Blades for Vertical Axis Wind… M. Wilhelm J.P. Angle G.M. Smith J.E. McGrain D. Angle G.M. Wilhelm J.P. Pertl E.D. Article (PDF Available) in Energies; 2013;6(8):3744–3763.

18. Shires A., Kourkoulis V. Application of Circulation Controlled Blades for Vertical Axis Wind Turbines. Energies, 2013;6(8):3744–3763. Available on: ww.mdpi.com/journal/energies Article Application of Circulation Controlled Blades for Vertical Axis Wind Turbines.

19. Lyatkher V. Orthogonal units to use energy of flows with the highest efficiency and power. International Scientific Journal for Alternative Energy and Ecology (ISJAEE), 2017;16–18:57–67.


Для цитирования:


Лятхер В.М. ОПТИМАЛЬНЫЕ ОРТОГОНАЛЬНЫЕ ТУРБИНЫ МАЛОЙ МОЩНОСТИ В БЕСКОНЕЧНОМ ПОТОКЕ. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2018;(7-9):63-85. https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.07-09.063-085

For citation:


Lyatkher V.M. OPTIMAL ORTHOGONAL TURBINES OF LOW POWER IN THE INFINITE FLOW. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2018;(7-9):63-85. https://doi.org/10.15518/isjaee.2018.07-09.063-085

Просмотров: 118


ISSN 1608-8298 (Print)