Preview

Вестник Донского государственного технического университета

Расширенный поиск

Оптимизация форм геометрии раструба ветроэнергетической установки типа «ротор в раструбе»

https://doi.org/10.23947/1992-5980-2017-17-4-61-68

Полный текст:

Аннотация

Введение. В статье рассматриваются метод и результаты аэродинамического исследования вертикально-осевых ветроэнергетических установок (ВЭУ) с осесимметричным статором. Цель работы - демонстрация перспективности использования вертикально-осевых ветроэнергетических установок указанного типа в народном хозяйстве. Материалы и методы. Для выполнения поставленных задач использовался метод виртуальной аэродинамической обдувки и соответствующей оптимизации конструкции по заданному критерию. В рамках указанного метода выполнены численные аэродинамические исследования одиночного ротора заданного типа, а также рассматриваемой системы «ротор + раструб» до и после оптимизации при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. При сопоставлении мощности полученной оптимизированной конструкции ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях использован метод аэродинамического подобия. Результаты исследования . Получены характерные картины аэродинамического обтекания исследованного типа ВЭУ до и после оптимизации. Рассмотрены характерные распределения скалярных и векторных полей при заданных параметрах невозмущенного потока и вращения ротора. Построены графики зависимостей от линейной скорости набегающего потока для проекций момента на валу ротора (при стандартной и оптимизированной формах ВЭУ), а также для соответствующих полезной и побочной мощностей. Проведено сравнение по мощности рассматриваемой оптимизированной ВЭУ с аналогами при прочих равных условиях. Обсуждение и заключения . Показана перспективность использования вертикально-осевых ВЭУ с осесимметричным статором, предназначенным для создания полезной интерференции с ротором с целью увеличения полезной мощности на валу. Такие ветроэнергетические установки не только не уступают, но и могут превосходить, по крайней мере в среднем, соответствующие классические вертикально-осевые конструкции.

Об авторах

Владимир Александрович Костюков
Южный федеральный университет
Россия


Михаил Юрьевич Медведев
Южный федеральный университет
Россия


Андрей Николаевич Маевский
Южный федеральный университет
Россия


Николай Константинович Полуянович
Южный федеральный университет
Россия


Василий Владимирович Савченко
Донской государственный технический университет
Россия


Список литературы

1. Твайделл, Дж. Возобновляемые источники энергии / Дж. Твайделл, А. Уэйр. - Москва : Энергоатомиздат, 1990. - 392 с.

2. Горелов, Д. Н. Энергетические характеристики ротора Дарье /Д. Н. Горелов // Теплофизика и аэромеханика. - 2010. - Т. 17, № 3. - С. 325-333.

3. Михненков, Л. В. Ветроэнергетическая станция планетарного типа / Л. В. Михненков // Научный вестник МГТУ. - 2008. - № 125. - С. 16-24.

4. Михненков, Л. В. Ветроэнергетическая установка планетарного типа / Л. В. Михненков // Научный вестник МГТУ. - 2002. - № 49. - С. 110-113.

5. Хаскин, Л. Я. Аэродинамика ветроколеса с обтекателем и выходным устройством / Л. Я. Хаскин // Ученые записки ЦАГИ. - 1993. - Т. 24, № 4. - С. 217-222.

6. Устройство для преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию : патент 2552635 Рос. Федерация : F03D3/04 / В. В. Савченко, В. С. Степанов. - № 2013144670 ; заявл. 07.10.13 ; зарегистр. 08.05.15 ; опубл. 10.06.15, Бюл. № 16. - 4 с.

7. Юрьев, Б. Н. Аэродинамический расчет вертолетов / Б. Н. Юрьев - Москва : Государственное издательство оборонной промышленности, 1956. - 176 с.

8. Петров, К. П. Аэродинамика тел простейших форм / К. П. Петров. - Москва : Факториал, 1998. - 231 с.

9. Краснов, Н. Ф. Аэродинамика. Часть 1. Основы теории. Аэродинамика профиля и крыла / Н. Ф. Краснов. - Москва : Высшая школа, 1976. - 255 с.

10. Дубяго, М. Н. Оценка и прогнозирование изоляционных материалов силовых кабельных линий / М. Н. Дубяго, Н. К. Полуянович, В. Х. Пшихопов // Известия ЮФУ. Технические науки. - 2015. - № 7 (168). - С. 230-237.


Для цитирования:


Костюков В.А., Медведев М.Ю., Маевский А.Н., Полуянович Н.К., Савченко В.В. Оптимизация форм геометрии раструба ветроэнергетической установки типа «ротор в раструбе». Вестник Донского государственного технического университета. 2017;17(4):61-68. https://doi.org/10.23947/1992-5980-2017-17-4-61-68

For citation:


Kostyukov V.A., Medvedev M.Y., Maevskiy A.N., Poluyanovich N.K., Savchenko V.V. Optimization of geometry forms for wind mill mouth of the “rotor-in-socket” type. Vestnik of Don State Technical University. 2017;17(4):61-68. (In Russ.) https://doi.org/10.23947/1992-5980-2017-17-4-61-68

Просмотров: 62


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-5980 (Print)
ISSN 1992-6006 (Online)