Praca Dyplomowa

Praca Dyplomowa

Postprzez wojtekl23 » 20.01.2009, 12:20

:!: Witam!!!
Pisałem pracę dyplomową na temat :Projekt turbiny wiatrowej o poziomej osi obrotu, o mocy 100 kW. :mrgreen:


Poniżej zamieszczę spis treści jeśli byłby ktoś zainteresowany :?: :?: jakimś tematem to proszę o kontakt a zamieszczę go na forum :!: :!:

Spis treści:
I. Wstęp......................................................................................3
1.1. Rys historyczny....................................................................4
1.2. Wiatr..................................................................................4
II. Przegląd konstrukcji turbin wiatrowych.......................................5
2.1. Podział turbin wiatrowych...................................................5
2.1.1. O poziomej osi obrotu ? HAWT...................................6
2.1.2. O poziomej osi obrotu ? Down-Wind............................9
2.1.3. O pionowej osi obrotu ? VAWT...................................9
2.2. Budowa elektrowni wiatrowej.............................................12
2.2.1. Ogólna charakterystyka generatorów...........................13
III. Podstawy teoretyczne turbin wiatrowych...................................16
3.1. Energia wiatru, zależności opisujące zasadę działania
turbin.............................................................................16
3.1.1. Równania przepływu.................................................16
3.1.2. Wyróżnik szybkobieżności ........................................17
3.2. Sprawność siłowni wiatrowej ............................................20
IV. Podstawy teoretyczne obliczeń łopatek.....................................24
4.1. Kształty profili łopatkowych .............................................24
4.2. Budowa geometryczna profilu ............................................25
4.3. Powstawanie sił na profilu łopatki wirnika ..........................26
4.4. Dobór profilu ..................................................................27
4.5. Trójkąt prędkości i sil na profilu, kąty ustawienia profili
łopatki............................................................................29
4.6. Podział wirnika na elementy ..............................................31
V. Wyprowadzenie wzorów opisujących pracę turbiny..................... 33
5.1. Wyznaczenie wartości prędkości w1 i us ........................................33
5.2. Wyznaczenie wartości sił działających na wirnik i oś turbiny..36
5.3. Szerokość łopatki .............................................................39
5.4. Wpływ doskonałości profilu łopatek na moc silnika
wiatrowego.......................................................................41
VI. Opory i straty występujące w silnikach wiatrowych......................43
6.1. Opór indukcyjny ...............................................................43
6.2. Straty w silnikach wiatrowych ............................................45
6.2.1. Tarcie powietrza o powierzchnie łopatki?.. ..................45
6.2.2. Straty w środkowej części koła wiatrowego....................46
6.2.3. Straty na dopływie i odpływie powietrza w kole
wirnikowym .............................................................46
VII. Nastawianie silników wiatrowych pod wiatr .............................46
7.1. Konstrukcja turbiny typu Down-Wind .................................46
7.2. Urządzenia z tylnym sterem...............................................47
7.3. Urządzenia z nastawnymi turbinami wiatrowymi ...................47
7.4. Urządzenia z silnikiem elektrycznym ..................................48
VIII. Regulacja mocy i prędkości obrotowej ....................................48
8.1. Regulacja mocy przez sterowanie kątem nachylenia łopat.......48
8.2. Regulacja mocy przez wykorzystanie efektu przeciągania.......49
8.3. Regulacja mocy przez zmianę przełożenia koła wiatrowego.... 49
IX. Projekt przepływowy turbiny wiatrowej......................................51
9.1. Projekt turbiny wiatrowej ..................................................51
9.2. Obliczenia wstępne ...........................................................51
9.3. Dobór profilu łopatki ........................................................52
9.4. Obliczenia kątów i szerokości profilu ..................................54
9.5. Wartości sił powstałych na profilu łopatki .........................56
9.6. Opory i straty .................................................................57
X. Ustalenie geometrii łopatki .......................................................59
10.1. Obliczenia geometrii łopatki ............................................59
XI. Dobór generatora....................................................................68
XII. Przekładnie stosowane w siłowniach wiatrowych........................68
12.1. Przekładnie obiegowe .....................................................68
12.1.1. Analiza kinematyczna jednorzędowej przekładni
obiegowej .............................................................69
12.2. Obliczenia podstawowych wielkości geometrycznych przekładni
obiegowej......................................................................73
XIII. Konstrukcja przekładni.........................................................80
XIV. Literatura/ Źródła ................................................................81
:idea: ;)

Oraz algorytm obliczeniowy w formacie pliku exel zawierający wszystkie wzory i zależności potrzebne do obliczeń turbiny. :twisted:
wojtekl23
 
Posty: 6
Dołączył(a): 28.08.2008, 22:46

Re: Praca Dyplomowa

Postprzez hryst » 21.01.2009, 0:15

polecam zrobić PDF-a (darmowym PDFCreator-em) znajdziesz go na sourceforge.net
Ewentualnie jak masz większe ambicje to zrobić z tego html-a i zbudować małą stronkę. Silnik wordpress-a idealnie się do tego nadaje. Zobacz moje wypociny -> http://www.armagame.info

ludziom sie przyda i będą ci wdzięczni udostępnionej wiedzy.
hryst
 
Posty: 19
Dołączył(a): 30.11.2008, 0:24

Re: Praca Dyplomowa

Postprzez alicja77 » 31.08.2013, 15:43

szukam osoby ,która pisała pracę dyplomową na temat przydomowej elektrowni wiatrowych o pionowej osi obrotu .Będę wdzięczna za każdą pomoc.Pozdrawiam
Mój mail alicja9977@onet.pl
alicja77
 
Posty: 1
Dołączył(a): 31.08.2013, 15:37

Re: Praca Dyplomowa

Postprzez Waldemar Pachoł » 31.08.2013, 21:20

Alicja, zajrzyj do zeszytów problemowych firmy Komel - znajdziesz tam źródło cennej informacji zniechęcającej do budowy tego typu elektrowni. Tego typu elektrownie buduje się tylko w celach dekoracyjnych.
...bo czasami wystarczy rozebrać i dobrze przedmuchać.
Jestem b. rzadko przed monitorem, choć staram się jak mogę - brak czasu. Jeśli szukasz kontaktu bezpośredniego to monitorowany jest tylko mail firmowy.
Avatar użytkownika
Waldemar Pachoł
 
Posty: 1210
Dołączył(a): 17.08.2008, 20:49
Lokalizacja: Ostrołęka

Re: Praca Dyplomowa

Postprzez Anvendir » 02.09.2013, 17:22

Waldemar Pachoł, dlaczego twierdzisz, że tylko w celach dekoracyjnych?

W Quebec w Kanadzie pracuje największa na świecie turbina Darrieusa http://salientwhiteelephant.wordpress.com/2009/04/20/eole-cap-chat-quebec-canada/, można również znaleźć kilka innych mniejszych konstrukcji o sporych mocach.

Zgodzę się jeśli chodzi o turbinę Savoniusa, tego typu turbina raczej do zasilania budynku się nie sprawdzi. No, ale popatrz np. na turbinę świerkową, modyfikacje turbiny Savoniusa, o znacznie lepszych parametrach. Kolejna sprawa turbina Darrieusa typu "helisa", również bardzo obiecująca konstrukcja. W handlu w Polsce dostępne są zresztą elektrownie o pionowej osi obrotu jednak wykorzystują one głównie mniej wydajną turbinę czarkową.

Obrazek
Anvendir
 
Posty: 2
Dołączył(a): 02.09.2013, 17:08

Re: Praca Dyplomowa

Postprzez Waldemar Pachoł » 03.09.2013, 20:22

Wzór na moc dla tego typu turbin (VAWT): wysokość x promień x 0,6

czyli 110m x 40m x 0,6 = 264000W przy wietrze 8m/s

Tą samą moc uzyskasz z HAWT o średnicy 58m (promień 29m).

I to zamyka temat celów dekoracyjnych.
...bo czasami wystarczy rozebrać i dobrze przedmuchać.
Jestem b. rzadko przed monitorem, choć staram się jak mogę - brak czasu. Jeśli szukasz kontaktu bezpośredniego to monitorowany jest tylko mail firmowy.
Avatar użytkownika
Waldemar Pachoł
 
Posty: 1210
Dołączył(a): 17.08.2008, 20:49
Lokalizacja: Ostrołęka

Re: Praca Dyplomowa

Postprzez Anvendir » 04.09.2013, 0:39

Ciekawy wzór, tym bardziej ciekawy, że uśrednia wszystkie technologie VAWT zarówno te wykorzystujące boczne jak i te wykorzystujące przednie oddziaływanie wiatru.

Nie zakładam z góry, że wzór jest błędny, ale jeśli mógłbyś podaj jego wyprowadzenie ( jeśli jest to wzór czysto teoretyczny) bądź wyniki badań na podstawie których został wyznaczony. Chętnie się czegoś nauczę.

Nawet jeśli turbiny VAWT są mniej wydajne niż turbiny HAWT, a zapewne tak jest, inaczej zamiast klasycznych turbin śmigłowych częściej widywalibyśmy np. Darrieusa, to należy wziąć pod uwagę fakt, że mówimy tu o przydomowej konstrukcji do zasilania pojedynczego budynku, bądź np szklarni. Są to więc turbiny małych mocy, przeważnie instalowane na niewysokich masztach lub dachach budynków, wymaga się od nich żeby były ciche i jak najbardziej bezobsługowe i bezawaryjne, a przynajmniej trzy ostanie cechy są silną stroną VAWT.

Kolejna sprawa, to które turbiny są bardziej wydajne przy niskich prędkościach wiatru. Były prowadzone tego typu badania? Bo co z tego, że mam turbinę która osiąga moc X przy prędkości wiatru 15 m/s jeśli u mnie wiatr osiąga taką prędkość kilka razy na miesiąc?
Anvendir
 
Posty: 2
Dołączył(a): 02.09.2013, 17:08

Re: Praca Dyplomowa

Postprzez Waldemar Pachoł » 04.09.2013, 20:37

Ciekawy wzór, tym bardziej ciekawy, że uśrednia wszystkie technologie VAWT...

Oj... Za "moich czasów" ten temat był poruszany w podstawówce - w siódmej klasie. Więc pytanie mnie dziwi.
Ale skoro czesz nadrobić to chętnie wytłumaczę:

Technologie VAWT mogą być kosmiczne, ale nawet kosmiczne technologie nie sprawią tego, że da się odebrać od wiatru więcej niż ten energii ze sobą niesie.
Przykładowo turbina idealna HAWT, z każdego metra pola powierzchni które zatacza jest w stanie odebrać 100W przy wietrze 8m/s.
Turbina idealna VAWT tylko 60% tego (tu odsyłam do zeszytów problemowych KOMELu, dużo testów w tunelu). Idealna czyli najlepsza z najlepszych, gorsze osiągają gorsze wyniki.
Innymi słowy idealny VAWT z 8m/s odbierze 60% z 100W... czyli 60W. I nawet allegro nie pomoże...
Dlaczego? A dlatego, że 1/2 turbiny idzie pod wiatr, hamując osiągi tej części którą wiatr pcha...
(na forum podałem nawet link do farmy gdzie takie testy przeprowadza się na żywo - polecam poczytać)

Nie zakładam z góry, że wzór jest błędny, ale jeśli mógłbyś podaj jego wyprowadzenie

Czy Kolega stara się powiedzieć, że jest technologia gdzieś na świecie która pozwala odebrać większą energię od wiatru niż ten ze sobą niesie?
Wzór jest jeden - tak samo traktuje idealny VAWT i idealny HAWT.

[...]wymaga się od nich żeby były ciche i jak najbardziej bezobsługowe i bezawaryjne, a przynajmniej trzy ostanie cechy są silną stroną VAWT

Zgadza się w 100%. Są ciche, bezobsługowe i bezawaryjne. Jedyny minus, że potrzeba na nie co najmniej 280% materiału więcej niż na HAWT. Co najmniej, bo są konstrukcje o "zapotrzebowaniu" n*280%.

Kolejna sprawa, to które turbiny są bardziej wydajne przy niskich prędkościach wiatru. Były prowadzone tego typu badania? Bo co z tego, że mam turbinę która osiąga moc X przy prędkości wiatru 15 m/s jeśli u mnie wiatr osiąga taką prędkość kilka razy na miesiąc?

Znowu pierwszy akapit i szkoła podstawowa siódma klasa, później zeszyty problemowe KOMELu. Wiatr w zależności od swojej prędkości niesie określoną energię. Ostatnio prof. Koronowicz trochę "napsuł" szyków ale niedokładności związany z prawem Betza możemy pominąć.
Idealny HAWT odbierze z 1m2 (średnica 1,15m) przy:
3m/s - 5W
4m/s - 12W
6m/s - 42W
8m/s - 100W
10m/s - 195W

Idealny VAWT odbierze z 1m2 (wymiary wys:1,15 średnica 2m) przy:
3m/s - 3W
4m/s - 7,2W
6m/s - 25,2W
8m/s - 60W
10m/s - 117W

...tylko, że prądnica ma charakterystykę liniową...
...bo czasami wystarczy rozebrać i dobrze przedmuchać.
Jestem b. rzadko przed monitorem, choć staram się jak mogę - brak czasu. Jeśli szukasz kontaktu bezpośredniego to monitorowany jest tylko mail firmowy.
Avatar użytkownika
Waldemar Pachoł
 
Posty: 1210
Dołączył(a): 17.08.2008, 20:49
Lokalizacja: Ostrołęka

Re: Praca Dyplomowa

Postprzez shinobi » 06.09.2013, 11:00

Cześć Wojekl23,

Kontynuując wątek i zakładając że temat nie powstał tylko po to, aby pochwalić się spisem treści - czy mógłbyś zrobić PDFa i udostępnić dział IX i X dotyczący doboru i obliczeń łopatek? Arkusz Excel'a jak najbardziej byśmy wszyscy prosili :)

Pozdrawiam!
shinobi
 
Posty: 28
Dołączył(a): 30.07.2013, 13:00


Powrót do HAWT - Elektrownie o poziomej osi obrotu

Kto przegląda forum

Użytkownicy przeglądający ten dział: Brak zidentyfikowanych użytkowników i 1 gość

cron