A aerodinâmica da turbina eólica - Parte 4


A aerodinâmica da turbina eólica - Parte 4

O QUE ACONTECE QUANDO A VELOCIDADE 'WIND MUDANÇA?




A descrição até agora tem sido feita com referência a alguns exemplos em que a velocidade do vento era constante a 10 m/s.

Vamos agora examinar o que acontece durante as mudanças na velocidade do vento.

A fim de compreender o comportamento da lâmina em diferentes velocidades de vento, você precisa entender um pouco de como levantar e mudança de arrastar com um ângulo diferente de ataque. Isto é o ângulo entre o vento e o Ograve resultante; w & oacute; e a corda do perfil.

No desenho abaixo o ângulo de ataque é chamado & Ograve, a & oacute; eo ângulo de abordagem é chamada & Ograve, b & oacute ,.

A definição do ângulo tem um valor fixo, em qualquer localização sobre a lâmina, mas o ângulo de ataque irá aumentar com o aumento da velocidade do vento.

As propriedades aerodinâmicas do perfil irá mudar, quando o ângulo de ataque e Ograve, um & oacute; alterações. Estas alterações na elevação e arrasto em ângulos elevados de ataque, são mostrados no diagrama acima é usado para calcular a força de estas duas forças, o coeficiente de sustentação e Ograve; CL & oacute; eo coeficiente de drag & Ograve, CD & oacute ,. Elevador é sempre perpendicular ao vento resultante arrastar sempre seguirá a direção do vento resultante.

Não vamos entrar nas fórmulas necessárias para o cálculo dessas forças, é suficiente para saber que não há uma conexão direta entre o tamanho & Ograve, CL & oacute; ea quantidade de elevador.

Tanto o elevador e o arrasto de uma alteração repentina, quando o ângulo de incidência é maior do que 15-20

graus. Pode-se dizer que as barracas de perfil. Depois de chegar a este ponto de stall, elevador cai e aumentar a resistência. O ângulo de ataque muda quando a velocidade do vento muda.

Para investigar essas mudanças, nós somos capazes de desenhar diagramas, mostrado à direita, ilustrando três diferentes velocidades de vento e Ograve; v & oacute; (5, 15 e 25 m/s) a partir de a secção anterior, desta vez perto da ponta da lâmina de uma turbina de vento de 450 kW.

Esta situação é bastante útil como o ângulo e ajuste Ograve, b & oacute; perto da ponta da asa é normalmente de 0 graus. O vento do movimento da cabeça e Ograve; u & oacute; é sempre o mesmo, como a turbina de vento tem uma velocidade de rotação constante, controlada pelo gerador ligado à rede (nestas situações, que não consideram o pequeno gerador utilizado em algumas pequenas turbinas eólicas). O livre fluxo de ar & Ograve; v & oacute; tem três valores diferentes, e isto dá três valores diferentes de

resultante do vento e Ograve; w & oacute; através do perfil.

O tamanho & Ograve; w & oacute; não muda muito a partir de 50 m/s, a uma velocidade do vento de

5 m/s a ​​52 m/s, de um vento de 25 m/s. A razão para esta modificação é relativamente menor devido ao efeito da cabeça vento dominante.

No entanto, o ângulo de ataque e Ograve, um & oacute; entre o vento ea corda resultante

alterações da lâmina de 6 graus a uma velocidade do vento de 5 m/s a ​​16 graus a 15 m/s em 27 graus a 25 m/s. Estas alterações são de grande importância para a determinação da resistência das forças aerodinâmicas.

Analise o diagrama que mostra o coeficiente de sustentação e Ograve, CL & oacute; eo coeficiente de drag & Ograve, CD & oacute; Podemos observar o seguinte:

& Yen; A uma velocidade de vento de 5 m/s (A), o ângulo de ataque de 6 graus. O coeficiente de sustentação é de 0,9 eo coeficiente de arrasto é 00:01. Elevador é, portanto, 90 vezes

aumento do arrasto, e da força resultante & Ograve, F & oacute; aponta quase verticalmente em um ângulo reto com a média do vento e Ograve relativa; w & oacute ,.

& Yen; Em uma velocidade do vento de 15 m/s (B), o perfil é quase a ponto de estagnar. O ângulo de ataque é de 16 graus. O coeficiente de elevação é de 1,4 e o coeficiente de

resistência é 00:07. Lift é agora 20 vezes a resistência.

& Yen; A uma velocidade de vento de 25 m/s (C), o perfil é agora profundamente parados, o ângulo de ataque é de 27 graus, o componente de sustentação é de 1,0 e o componente de sustentação é 0 , 35. Levante agora é 3 vezes maior do que o arrasto. Podemos observar o seguinte:

& Yen; Durante a mudança de velocidade de vento de 5 a 15 m/s, há um aumento significativo no elevador, e este aumento é dirigida no sentido de rotação. Por conseguinte, a potência da turbina de vento aumenta significativamente a partir de 15 kW a 475 kW.

& Yen; Durante a mudança de velocidade de vento de 15 para 25 m/s, existe uma diminuição no elevador acompanhada por um aumento na resistência. Este elevador é ainda mais directa no sentido da rotação, mas se opõe resistência e, portanto, a saída diminuirá ligeiramente a 425 kW.

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