دانلود پایان نامه

2-4-1-2-4- تعیین ضریب قدرت (برای حالتی که نیروی پسا قابل صرفنظر کردن نباشد.)
در این صورت رابطه زیر بدست می آید.
(2-43)
2-4-1-2-5- اثر تعداد پره ها
در تئوری استفاده شده، تعداد پره ها بینهایت است در حالیکه عملا تعداد پره ها محدود است. این امر باعث افزایش افت های انرژی بخاطر تمرکز گردابه ها می شود.افت بازدهی ناشی از آن از رابطه زیر محاسبه می گردد.
(2-44)
که در آن زاویه نسبی نوک پره است.
2-4-1-2-6- نحوه عملی طراحی آیرودینامیکی پره توربین باد و تعیین وتر و زاویه پره
برای تعیین زاویه حمله و در نتیجه ابعاد، چند روش وجود دارد. در یکی از روش ها در نوک پره زاویه حمله بهینه انتخاب می شود تا با توجه به سطح جاروب شده بر واحد طول، بیشتر برای شعاع خارجی بتوان از شرایط بهینه استفاده نمود. اما استفاده از این زاویه حمل بهینه انتخاب می شود تا با توجه به سطح جاروب شده بر واحد طول، بیشتر بر ای شعاع خارجی بتوان از شرایط بهینه استفاده نمود، اما استفاده از این زاویه حمله بهینه در تمام طول پره باعث می شود تا میزان وتر در نزدیکی توپی خیلی افزایش یابد که از لحاظ میزان مواد مصرفی و مسائل مقاومت مصالح باعث ایجاد مشکلاتی میشود.
معمولا ضریب برا که به این صورت انتخاب می شود، خیلی زیاد نمی باشد(حدود 0.9). اگر سعی شود که زاویه حمله از نوک پره بطرف توپی بتدریج افزایش یابد، باعث میشود که میزان وتر در توپی به میزان قابل توجهی کاهش یابد.
2-4-2- طراحی مفهومی سازه ای پره های توربین بادی
پره های توربین باد علاوه بر اینکه از لحاظ آیرودینامیکی باید درست شوند، از لحاظ سازه ای نیز باید طوری طراحی شوند که در مقابل نیروهای وارده مقاوم باشند. در این قسمت روابط مربوط به محاسبه تنش های ناشی از تندبادها ضمن عملکرد عادی، تنش های ناشی از نیروی گریز از مرکز در عملکرد و تنش های ناشی از اثرات ژیروسکوپی آورده می شود.
2-4-2-1- تنش های ناشی از تندباد ضمن عملکرد عادی
معمولا تندباد به افزایش سرعت و تغییرات ناگهانی باد اطلاق می گردد. ضمن این پدیده ممکن است سرعت باد حدود 15 تا 20 متر بر ثانیه و جهت آن چندین درجه تغییر نماید. در این حالت ماکزیمم ممان خمشی ناشی از نیروهای آیرودینامیکی بین نوک پره و مقطعی که در فاصله از محور روتور واقع شده است، توسط رابطه زیر محاسبه می گردد:
(2-45)
و تنش خمشی در مقطعی که به فاصله از ریشه واقع شده است به صورت زیر محاسبه می گردد:
(2-46)
که در رابطه فوق ماکزیمم مقدار می باشد و نیز مولفه آیرودینامیکی عمود بر وتر پره به ازای واحد طول پره می باشد وعبارت است از:
(2-47)
که در آن ضریب آیرودینامیکی می باشد که به زاویه حمله بستگی دارد. برای سرعت دورانی پره و سرعت نامی باد مشخص، با تغییر دادن می توان ماکزیمم مقدار را یافت که در نتیجه ماکزیمم در هر مقطعی به فاصله از محور توربین تعیین می گردد. زاویه بین محور روتور زاویه باد می باشد. ممان اینرسی سطح مقطع نسبت به تار خنثی و محور خنثی از تاری است که بار وراد بر آن بیشتر از سایر الیاف است. با استفاده از المان بندی مقطع پره در هر شعاع و در نظر گرفتن ضخامت پره در همان شعاع و محاسبه برای هر یک از المان ها بدست می آید.
2-4-2-2- تنش های ناشی از نیروهای گریز از مرکز در عملکرد عادی