Купить (120 RUB)
|сгенерировать QR код
Открытый доступ
Доступ платный или только для Подписчиков
Влияние изменения размеров лопастей на эффективность работы вертикально-осевой ветроэнергетической установки
https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.06.060-066
Аннотация
Внедрение ветроэнергетических установок позволяет обеспечивать электроэнергией удаленные территории при строительстве сельскохозяйственных и промышленных предприятий, периферийных поселков. Кроме того, актуальным является обеспечение электроэнергией протяжённые автомобильные трассы, особенно при использовании электромобилей. В статье предложены исследования, позволяющие повысить эффективность работы вертикально-осевой ветроэнергетической установки, с применением лопастей, использующих принцип дифференциального лобового сопротивления. Известно, что аэродинамические характеристики лопастей являются основой эффективности работы ветротурбин финского учёного С.Ж. Савониуса. Анализ аэродинамических коэффициентов показал, что повышение общего аэродинамического коэффициента лопасти, расположенной при действии воздушного потока по ходу движения лопасти, должен быть больше, а при движении на противоходе воздушному потоку наименьшим. Такое изменение аэродинамических коэффициентов возможно только при трансформации лопасти – с изменением ее размеров и формы лопасти. При этом необходимо соблюдать чтобы такие изменения происходили автоматически без влияния человека. Для этого использовалась пружина, которая под воздействием ветра закручивалась, а при отсутствии давления ветра пружина восстанавливалась и возвращала форму и размеры лопасти в исходное положение.
Изменение формы и размеров лопасти под воздействием ветра способствует повышению аэродинамических коэффициентов лопасти и повышению эффективности работы ветротурбины.
Об авторах
О. К. Никольский
Алтайский государственный технический университет
Россия
Россия
Олег Константинович Никольский - д.т.н., проф. заслуженный деятель науки и техники России
656038, г. Барнаул, пр-т Ленина, д.46 тел. 7(385-2)29-07-107, тел. 7(905)986-89-49
Б. П. Хозяинов
Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева
Россия
Россия
Борис Петрович Хозяинов - канд. тех. наук, доцент
650000, г. Кемерово, ул. Весенняя д.28 тел. 7(3842)39-63-31, тел. 7(913)287-91-87
Ю. Ф. Глазков
Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева
Россия
Россия
Глазков Юрий Федорович - канд. тех. наук, доцент
650000, г. Кемерово, ул. Весенняя д.28 тел. 7(3842)39-63-31, тел. 7(913)287-91-87
Список литературы
1. Чирков, М. М. Исследование ветряных двигателей в ветросиловой лаборатории ЦАГИ // Труды / Центр. аэрогидродинамический ин-т им. Н. Е. Жуковского. – Москва, 1934. – Выпуск 164. – С. 40–61.
2. Кашафутдинов, С. Т. Атлас аэродинамических характеристик планерных крыловых профилей / С. Т. Кашафутдинов, Р. В. Моисеева. – Москва: Машиностроение, 1966. – 51 с.
3. Горелов Д. Н. Экспериментальное исследование энергетических характеристик двухъярусного ротора Савониуса // Теплофизика и аэромеханика. 2005. Т. 12. № 4. С. 693–696.
4. Сабинин Г.Х. Теория идеального ветряка // Труды Центрального АэроГидродинамического Института Вып. 32. М.: Типо-Литография В.Т.У. им. Т. Дунаева, 1927. 27 с.
5. Редчиц Д.А. Аэродинамика трехлопастного ротора Савониуса // Вестник двигателестроения. 2009. № 3 С. 71-76.
6. Хозяинов, Б. П. Определение аэрогидродинамических характеристик лопастей турбин с вертикальной осью вращения // Теплофизика и аэромеханика. − Новосибирск, 2010. – Т. 17, № 2. – С. 307-312.
7. Пат. 2669604 Российская Федерация, МПК F 03 D 3/00. Лопасть ветротурбины с изменяющимися размерами/ Б. П. Хозяинов, Д. Б. Хозяинов, М. Б. Лобанова. − № 2017123849; заявл. 05.07.2017; опубл. 12.10.2018, Бюл. № 29. – 6 с.
8. Хозяинов Б.П. Обоснование параметров вертикально-осевых ветроэнергетических установок в условиях малых природных скоростей ветра: монография / Б.П.Хозяинов . – Кемерово: КузГТУ, 2021. – 334 с.
9. Хозяинов, Б. П. Пути достижения лидерства в ветроэнергетике / Б. П. Хозяинов // Альтернативная энергетика и экология. – 2018. – № 22–24. –С. 51–58.
10. Driss Z., Mlayeh O., Driss S., Maaloul M., Abid M. S. Numerical study of an unconventional Savonius wind rotor with a 75° bucket arc angle // American Journal of Mechanical Engineering. 2015. Vol. 3. No. 3A. Р. 15–21. https://doi.org/10.12691/ajme-3-3A-3
11. Driss Z., Mlayah O., Driss S., Maaloul M., Abid M. S. Study of a small incurved savonius wind rotor: experimental validation // International Journal of Mechanics and Applications. 2015. Vol. 5. Iss. 2. P. 31–36. https://doi.org/10.5923/j.mechanics.20150502.01.
12. All-Faruk A., Sharifian A. Geometrikal optimization off swirling Savonius wind turbine using an openjet wind tunnel // Alexandria Engineering Journal . 2016. Vol. 55. Lssue 3. P. 055-2064.
13. Menet J.-L., Bourabaa N. Increase in the Savonius rotors efficiency via a parametric investigation. 2004. [Электронныйресурс].URL:https://www.researchgate.net/publication/228957621_Increase_in_the_Savonius_rotors_efficiency_via_a_parametric_investigation (15.03.2021).
14. Tian Wenlong, Song Baowei, Van Zwieten J. H., Pyakurel P. Computational fluid dynamics prediction of a modified Savonius wind turbine with novel blade shapes // Energies. 2015. Vol. 8. Iss. 8. Р. 7915–7929. https://doi.org/10.3390/en8087915.
15. Kludzinska K., Tesch K., Doerffer P. Investigation of the aerodynamics of an innovative vertical-axis wind turbine // Journal of Physics: Conference Series. 2014. Vol. 530. Iss. 4. Р. 739–754. https://doi.org/10.1088/1742-6596/530/1/012007.
Рецензия
Для цитирования:
Никольский О.К., Хозяинов Б.П., Глазков Ю.Ф. Влияние изменения размеров лопастей на эффективность работы вертикально-осевой ветроэнергетической установки. Альтернативная энергетика и экология (ISJAEE). 2023;(6):60-66. https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.06.060-066
For citation:
Nikolsky O.K., Khoziainov B.P., Glazkov Yu.F. The effect of changing the size of the blades on efficiency operation of a vertical-axial wind power plant. Alternative Energy and Ecology (ISJAEE). 2023;(6):60-66. (In Russ.) https://doi.org/10.15518/isjaee.2023.06.060-066
Просмотров:
71
Послать статью по эл. почте 