Лопасть ветроколеса

 

Использование: применяется в ветроэнергетике. Сущность изобретения: лопасть ветроколеса содержит перо с передней и острой задней кромками, верхнюю и нижнюю плоскости. Нижняя и верхняя плоскости сопрягаются с формой части цилиндрической поверхности радиуса r, определяемого по формуле: r = 2,744v²/ω, где r - радиус цилиндрической поверхности в м; 2,744 - коэффициент скорости в квадрате,V - скорость частиц воздуха, набегающих на лопасть в м/с, w - ускорение частиц воздуха в м/с². 1 ил.

Изобретение относится к ветроэнергетике и может быть использовано в ветродвигателях различного назначения и мощности.

Известны лопасти ветроколес, профили поперечного сечения пара которых имеют тот недостаток, что они выполнены без учета кривизны передней кромки r для расчетной скорости набегающих частиц воздуха. Поэтому они не могут с высоким КПД преобразовывать энергию ветра в механическую.

Патент США 4081220, кл. F 03 D 1/06, опубл. 1978,принятый за прототип, обладает этим недостатком.

Сущность изобретения в том, что радиус r определяется по формуле r = 2,74v²/ω где r радиус цилиндрической поверхности; 2,74 коэффициент увеличения скорости набегающих частиц воздуха; V скорость частиц воздуха, набегающих на лопасть; w ускорение частиц воздуха, может быть принято не более 78900 м/c².

На чертеже изображено сечение пера лопасти.

Лопасть ветроколеса, содержащая перо с передней 1 и острой задней 2 кромками, верхнюю 3 и нижнюю 4 плоскости. При этом верхняя 3 и нижняя 4 плоскости сопрягаются с формой частиц цилиндрической лобовой поверхности 1 радиуса r, который определяется по формуле r = 2,74v²/ω От набегающих со скоростью V частиц воздуха на передней кромке 1 возникает повышенное давление, а над верхней плоскостью 3 разряжение. В результате частицы устремляются из зоны давления 1 через спинку 5 в зону разряжения 3 с увеличенной в 1,656 раза скоростью, по сравнению со скоростью V. В результате на спинке 5 существенно повышается ускорение частиц и увеличение силы тяги.

Примером конкретного выполнения может быть лопасть для скорости ветра 6 м/c. А при работающем ветроколесе скорость набегающих частиц будет, примерно, равна 17,3 м/c. Это при α=7°, β=22°, ζ = 15°, ω 55000 м/c². В этом случае r 2,74300/55000 0,015 м.

Размер а верхней 3 и нижней 4 плоскостей будет равен 0,015/0,132 0,1137 м.

Для большей скорости ветра, чем 6 м/с, размеры сечения лопасти будут больше.

Формула изобретения

Лопасть ветроколеса, содержащая перо с передней и острой задней кромками, верхнюю и нижнюю плоскости, отличающаяся тем, что нижняя и верхняя плоскости сопрягаются с формой части цилиндрической поверхности радиуса r, определяемого по формуле r = 2,744v²/ω,
где r радиус цилиндрической поверхности, м;
2,744 коэффициент скорости в квадрате;
v скорость частиц воздуха набегающих на лопасть, м/с;
ω ускорение частиц воздуха, м/с².

РИСУНКИ

Рисунок 1