Aerodinamik tahlil uchun modellar

Aerodinamik tahlil uchun modellar
- Oddiy bir o'lchovli modellar (Aktuator diski va rotorli disk modellari)
- Pichoqning havo plyonkasi geometriyasini o'z ichiga olgan ikki o'lchovli modellar
rotor pichoqlarining kesimi va diskret soni.
- To'liq uch o'lchovli modellar turli jihatlarini o'z ichiga oladioqim va rotor pichoqlarining geometriyasi.
Tizim darajasi (shamol turbinasi ishlashini to'liq tahlil qilish) simulyatsiyasi yoki batafsil komponentlar darajasini modellashtirish kerakmi yoki yo'qligiga bog'liq.
Google
Turbinaning ijro etuvchi diski modeli
Albert Betz 1926 yil
(a) Unperturbed wind stream tube in absence of turbine
Fig. 2 Betz model of expanding air stream tube.
- Oddiy bir o'lchovli oqim
statsionar disk atrofidagi model.
- Diskdan ancha oldinda va orqada
joylashgan “boshqaruv ovozi”ni belgilang
- Suyuqlik diskdan o'tib asta-
sekin sekinlashadi va "eksenel induksiya koeffitsienti"
a bu o'lchovdir, ya'ni U0 > U1 > U2
- Massa va impulsning saqlanishi ushbu nazorat hajmidan o'tadigan suyuqlikka qo'llaniladi, quvvat olishning maksimal chegarasiga etadi
Bosimning o'zgarishi
yuqori oqim disk quyi oqim
Umumiy bosim
Dinamik bosim
Statik bosim
Betz tahlili
U~ = buzilmagan erkin oqim oqimi tezligi (uzoq yuqori oqim),
Ud = rotor tekisligidagi oqim tezligi uyg'onish tezligi Uw = oqimdagi oqim tezligi (pastga qarab)
Ud = (1-a)U«
a = eksenel induksiya omili
Diskdagi aniq eksenel surish = Boshqarish hajmidagi impulsning o'zgarishi
(Pd+ +Pd)Ad=(U~ - Uw)pAdUd Quvvat = Diskdagi eksenel * surish tezligi = (Pd+ +Pd-)Ad *Ud Yuqori va quyi oqim uchun alohida energiya tejashni qo'llang
Pn+^pVl =Pd +
Uw = (1 - 2o)U„
p„ + ,pul=p-d+-pu2d
Chiqarilgan quvvat va quvvat koeffitsienti
Quvvat = Diskdagi eksenel x surish tezligi = FUd = 2pAdU3~ a(1-a)2
cp=
Etkazib berilgan quvvat _2pA^uj^ a(1-a) Mavjud quvvat -p u3
2
Chiqarilgan quvvat = Cp* Mavjud quvvat
Maksimal qiymat:
Kuzatishlar
- Rotor tekisligidagi shamol tezligi har doim erkin oqim tezligidan kamroq.
- Modelda uyg'onishning aylanishi mavjud emas.
- Pichoqlarning geometriyasi tahlilga kirmaydi.
- Ideal rotor eksenel induksiya uchun maksimal quvvat hosil qiladi
1/3 omil
- Maksimal olinadigan quvvat 60% dan kam.
Rotor disk modeli
Rotor ham surish, ham momentni boshdan kechiradi. Jeneratorda aerodinamik moment tomonidan bajarilgan ish elektr energiyasiga aylanadi.
Rotor diskidan o’tgandan so’ng, havo zarralari reaksiya momenti tufayli ham eksenel tezlik, ham tangensial tezlik komponentiga ega.
Har ikkala eksenel oqim induksiya omili a va tangensial tezlikning o’zgarishi bo’lgan tangensial oqim induksiya omili a' mavjud.
Ham chiziqli, ham burchak momentumining saqlanishini hisobga olish kerak
Rotor diskidan o’tuvchi havo zarrasining traektoriyasi
2Qr
Modeldagi qo'shimcha parametrlar
Moment kuchi :
Mahalliy tezlik nisbati va maslahat tezligi nisbati (TSR):
Ko'ndalang kesimi geometriyasi kiritilmagan pichoq. Haqiqatda momentning avlodi va pichoqning ishlashi shaklidan kelib chiqadi kesma.