Abstract
Within the framework of the classical impulse theory, the influence of the number of wind turbine blades on the general energy parameters of a wind turbine with the vertical-axis of rotation was investigated. The integral approach allowed using a two-disk impulse model to determine the main specific characteristics of the system. The power factor was calculated on the basis of the found value of the torque coefficient on the shaft, which, in turn, was determined by numerical integration of the expression for the total torque developed by the wind turbine. The NACA 0020 classic profile was used to calculate the test problem. The aerodynamic coefficients of this profile were determined by processing an array of experimental data obtained by studying its characteristics within a full range of attack angles in aerodynamic laboratories of different countries. The analysis of the aerodynamic coefficients was carried out at a fixed Reynolds number for the chosen profile. Based on the numerical algorithm, a software module has been developed that allows to vary the basic geometric and dynamic parameters of the wind turbine. When developing the software product, a single-disk model was used, wich this formulation of the problem, gives satisfactory results. Carried out computer simulation showed that when the number of blades is reducies, the maximum value of the power factor shifts in the direction of reducing the number of speed. The effective range of operation of the model wind turbine corresponding to the selected number of blades is determined. The developed software module can be used in the design of vertical-axis wind turbines of different power and purpose.
Highlights
Ключові слова: вертикально-осьова вітроустановка, дводискова імпульсна модель, лопать, коефіцієнт швидкохідності, вітровий потік, коефіцієнт моменту, коефіцієнт потужності, аеродинамічний профіль, трансцендентна система рівнянь
The power factor was calculated on the basis of the found value of the torque coefficient on the shaft, which, in turn, was determined by numerical integration of the expression for the total torque developed by the wind turbine
The aerodynamic coefficients of this profile were determined by processing an array of experimental data obtained by studying its characteristics within a full range of attack angles in aerodynamic laboratories of different countries
Summary
ОЦІНКА ВПЛИВУ КІЛЬКОСТІ ЛОПАТЕЙ НА ЕНЕРГЕТИЧНІ ПОКАЗНИКИ ВІТРОАГРЕГАТУ З ВЕРТИКАЛЬНОЮ ВІССЮ. В рамках класичної імпульсної теорії досліджено вплив числа лопатей вітротурбіни на загальні енергетичні показники вітроагрегату з вертикальною віссю обертання. Обраний інтегральний підхід зробив можливим використання дводискової імпульсної моделі для визначення основних питомих показників системи. Аналіз аеродинамічних коефіцієнтів проведено при фіксованому числі Рейнольдса для обраного профілю. Розроблений програмний модуль може бути використаний при проектуванні вертикально-осьових вітроустановок різної потужності та призначення. The power factor was calculated on the basis of the found value of the torque coefficient on the shaft, which, in turn, was determined by numerical integration of the expression for the total torque developed by the wind turbine. Але навіть маючи значення аеродинамічних коефіцієнтів, розв’язати систему рівнянь Нав’є-Стокса для вибраного профілю досить складно. Математично такий баланс сил формалізується у вигляді системи двох трансцендентних рівнянь, розв’язок яких передбачає знаходження основних енергетичних характеристик вітроагрегату – коефіцієнтів потужності та моменту. На рис. 2 схематично показано розподіл вітрових потоків для дводискової розрахункової моделі
Sign-in/Register to view highlights & summary Sign-in/Register to access full text options 
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
