ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРОГЕНЕРАТОРА ГОРЛОВА С ВЕРТИКАЛЬНОЙ ОСЬЮ

摘要

В работе развивается экономичная модель расчета аэродинамической схемы и производительности ветрогенератора Горлова с вертикальной осью. С этой целью для вертикального ветрогенератора Горлова развивается модель двойных множественных трубок тока (DMST), которая основывается на теории момента (количества движения) элемента лопасти. Разработанная модель проверяется на достоверность путем сравнения полученных результатов с имеющимися в литературе. Кроме того, проведена общая оценка влияния геометрических и рабочих параметров, включая профиль лопасти, число лопастей, винтовой угол, длина хорды, соотношение геометрических размеров лопасти и скорость набегающего потока ветра, на аэродинамические характеристики и кривые крутящего момента для ветрогенератора Горлова с вертикальной осью. На основании рассмотрения параметрических расчетов турбины Горлова найдено, что для профиля лопасти NACA 0018 максимальный коэффициент генерируемой мощности С_Р равен 0.479 при относительной скорости конца лопасти X = 3.5. Кроме того, становится очевидным, что число лопастей и винтовой угол являются важными параметрами для уменьшения аэродинамических потерь и улучшения стабильности работы ротора. При увеличении длины хорды лопасти или соотношения геометрических размеров лопасти (высоты к диаметру) производительность увеличивается при небольших значениях X, однако производительность падает при больших значениях X и пиковом значении коэффициента генерируемой мощности С_p. Более того, поведение при автозапуске улучшается при увеличении длины хорды лопасти или скорости набегающего ветра и ухудшается при использовании более тонких профилей лопасти. Кривые для коэффициента использования энергии ветра становятся шире до тех пор, пока скорость потока набегающего ветра не достигнет расчетной (номинальной) скорости, которая для исследованной турбины Горлова равна 12 м/с.