1. Determine the angular velocity at which the rotation speed of the wind turbine blades reaches the speed of sound. 2
2. Calculate the approach speed of the wind flow on the wind turbine, given the wind turbine’s tip speed ratio Z = 7, radius R = 6 m, and angular velocity ω = 10 rad/s.
3. Find the tip speed ratio of the wind turbine if the oncoming wind speed is Uo = 25 m/s, the radius of the wheel is R = 10 m, and the angular velocity is ω = 5 rad/s, with an incoming wind power of Рo = 1.5 kW and a flow coefficient of а = 0.2.
4. Determine the wind power if the wind turbine’s power output is 2 kW and the flow coefficient is а = 0.4.
5. Calculate the maximum torque value when the wind speed is 15 m/s, and the tip speed of the wind turbine blades is 45 m/s.
Описание:
1. Для определения угловой скорости, при которой скорость вращения лопастей ветротурбины достигает скорости звука, мы можем использовать зависимость между скоростью лопастей и угловой скоростью вращения. Скорость вращения лопастей (V) выражается через угловую скорость (ω) и радиус (R) по формуле:
V = ω * R
Чтобы узнать угловую скорость при скорости звука, необходимо разделить скорость звука (343 м/с) на радиус лопастей.
Пример использования: При радиусе лопастей 10 м, скорость звука составляет 343 м/c. Найдите угловую скорость при которой скорость вращения лопастей достигает скорости звука.
2. Для расчета скорости подхода потока воздуха к ветротурбине необходимо использовать коэффициент скорости лопастей (Z), радиус лопастей (R) и угловую скорость (ω). Формула для подходящей скорости потока воздуха (V_a) выглядит следующим образом:
V_a = Z * ω * R
Где Z — коэффициент скорости лопастей, R — радиус лопастей, ω — угловая скорость.
Пример использования: Даны коэффициент скорости лопастей Z = 7, радиус лопастей R = 6 м и угловая скорость ω = 10 рад/с. Расчитайте скорость подхода ветра к ветротурбине.
3. Для определения коэффициента скорости лопастей (Z), если известна скорость ветра, радиус лопастей (R) и угловая скорость (ω), можно использовать следующую формулу:
Z = V / (ω * R)
Где V — скорость ветра, R — радиус лопастей, ω — угловая скорость.
Пример использования: Дана скорость ветра Uo = 25 м/c, радиус лопастей R = 10 м и угловая скорость ω = 5 рад/с. Найдите коэффициент скорости лопастей ветротурбины.
4. Для определения мощности ветра, если известна выходная мощность ветротурбины и коэффициент мощности, можно использовать следующую формулу:
Р = P_out / Cp
Где P_out — выходная мощность ветротурбины, Cp — коэффициент мощности.
Пример использования: Если выходная мощность ветротурбины составляет 2 МВт, а коэффициент мощности равен 0.45, определите мощность ветра.
Совет: Чтобы лучше разобраться с ветроэнергетикой, рекомендуется изучить основы физики, включая понятия скорости, угловой скорости, мощности и энергии.
Упражнение: Скорость ветра, который поступает к ветротурбине, составляет 15 м/с. Радиус лопастей ветротурбины равен 8 м, а угловая скорость — 6 рад/с. Найдите коэффициент скорости лопастей ветротурбины.