什么是Savonius风力涡轮机:设计及其工作

芬兰科学家萨米乌斯在1922年开始启动Savonius风力涡轮机的起源。在发起这种风力涡轮机之前,欧洲人试图发明一种具有扭曲叶片的垂直类型的风力涡轮机。Czanad对该设备的初始讨论完成。他组成,存在多种垂直轴类型的风力涡轮机,具有V设计或扭曲的刀片。但这些模型没有达到进步水平。在他的作文中,有人表示他有一种思想开发一种与Flettner种类相同但具有自动旋转方法的涡轮机。所以,今天让我们在Savonius风中详细讨论涡轮,其工作原理,设计,优势和缺点。

什么是Savonius风力涡轮机?

Savonius风力涡轮机定义是它用于转换风力进入扭矩基于旋转换档。涡轮机包括多个翼型,但是每次都没有放置在旋转轴上,而且也是甚至这些都是空气传播的系统。


Savonius风力涡轮机设计

涡轮机的设计可以用两种方式进行,一种是经典桶式,另一方面是冰风型。

经典桶设计

经典桶形风力涡轮机的结构如此精简,因为叶片处于半圆柱形,因此名称是桶。这些桶在轴上不会有一个会议点,但它们彼此远离。有许多参数定义枪管的形状。在这里,我们将遵循以下方法:

'D0' - 外径转子根据

'D' - 叶片半径,这是两个刀片之间的距离

'H' - 转子高度

为了设计方形涡轮机,遵循D:H的比率。在D0:D中使用的另一个比例,其中限定了底座在刀片前方的多大。

涡轮机的底座是结构可靠性所必需的,因为这提供了对叶片的广泛支撑,相反地推动转子叶片。

风力涡轮机的设计如下所示:

经典桶Savonius风力涡轮机
经典桶Savonius风力涡轮机

冰风光设计

大多数使用冰风曲类型设计的Savonius风力涡轮机用于家庭目的,如农场,房屋和舱室,以及电信塔。设计完全高端,简单,可靠,成本较低,而且它们也需要更少的维护活力

当在10米/秒的操作时,它们可以提供近1000瓦的能量,并且较小的涡轮机可在10米/秒的10米处产生300瓦。这些设计可以在2 - 60米/秒的范围内提供速度,显示没有机械问题或过热。使用冰风曲型设计的涡轮机很少如下所示:

在职的

该装置以与杯风速计相似的方式。这Savonius风力涡轮机工作原理可以很容易地解释,因为与其他涡轮机相比,这被认为是最简化的涡轮机。这是一种拖曳的乐器,其中它由其他2 - 3杯组成。从上述部分,当看到转子时,它以横截面的形式出现在“S”的形状。

由于这种曲率形状,当它们在风的相反方向上移动时,杯子将具有最小的拖动,而它们在沿着风的相同方向移动时经历最大拖动。拖动中的这种变化会产生Savonius涡轮机的纺纱运动。

随着这些仪器的拖动式,与其他相同大小的升降机的涡轮机相比,它们抓住最小的风电。当器件具有最小的安装座时,由于在较小的高度观察到的风速较少,因此,当该装置具有最小的安装件时,萨米乌斯转子的大部分拉丝段都接近地面。

与风速相比,Savonius风力涡轮机中的杯子不会具有更快的旋转速度,并且这产生一个或小于一个的尖端速度比例。这使得该设备具有最小的转速,但产生较高量的扭矩。

因此,这些仪器并不完全适用于电力的生产,因为它们需要更高的RPM来产生更高的电流和电压值。为此,可以插入齿轮箱以最小化扭矩并增强发电机RPM水平,并且这相当于涡轮机不容纳启动的能力。

这是Savonius风力涡轮机工作

Savonius风力发电机输出

根据BETZ的原理,转子接收的高功率是

pmax =(16/27)(1/2)。ρ。天。H。V.3.

其中'ρ'对应于空气的密度

'd'和'h'对应于转子的高度和直径

'v'对应风的速度

而在实际情况下,收到的电源只有一半

pmax = 0.18千克/ m-3.天。H。V.3.

力量输出定义了可以从气流中提升的更高功率电平。由于质量和动量保守,将不会从风中产生完全的能量提取。通过BETZ的法律,据证明,从风中收到的动能越多,不应超过60%。

因此,根据本原则,涡轮机中没有一个从风中提取整个能量。下面的图片是曲线,其沿涡轮机的功率系数绘制到通过涡轮机的通过前后的比率。BETZ的阈值基于风力涡轮机的水平轴,并且不可直接适用于垂直种类的涡轮机。

类似的陈述争辩说,可以通过应用标准VAWT方法来增强理论阈值。但是,据说VAWT的效率比HAWT的效率很低,并且在当前状态下不太可能跨越涡轮机水平轴的阈值。

功率输出
功率输出

绘制用于电力输出的曲线显示了风力涡轮机以各种速度水平的效率。该曲线表示与风速相关的功率输出,并且这提供了关于风力涡轮机的较小和更高水平的详细思考。

产生的功率比接收的动能的功率最小,因为它必须穿过齿轮箱和发电机,并且这些性能较小。每个涡轮机将具有其特定的所需速度水平。这些器件不会在较高速度水平下运行,以阻碍机械损坏。

的优点和缺点

Savonius风力涡轮机的优点和缺点在下面的部分中解释。

Savonius风力涡轮机的优点包括以下内容。

  • 无论风向如何,设备的操作都是如此
  • 这些不需要任何类型的偏航过程,这意味着这些是完全稳定的。
  • 涡轮机具有成本效益,操作如此精简
  • 甚至适用于具有最小电负载的最小应用
  • 涡轮机中的刀片无需机制来改变角度
  • 提供最小的噪音
  • 集成也很简单
  • 简单维护

Savonius风力涡轮机的缺点包括以下内容。

  • 用于安装的设备是不可取的
  • 这些不适合在那些是高范围的湍流风中

这是关于垂直轴风力涡轮机的概念。本文提供了萨米乌斯风力涡轮机的解释,设计,工作原理,效率,功率,优势,优点和缺点。清楚地了解更重要的是Savonius风力发电机效率

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