Успешная работа ряда двигателей Дарье показывает, что возможно создание такого агрегата, в котором могут быть выполнены указанные выше требования, предъявляемые к конструкции. С помощью экспериментального моделирования на прототипах конструкции, а также на основе выводов, полученных при рассмотрении расчетных моделей, разработан ряд принципов, необходимых для более успешной разработки конструкции. Хотя они и кажутся умозрительными по своей природе, но представляют собой как бы направляющую линию, отражающую существующий уровень развития и уровень, изменяющийся в зависимости от совершенствования технологии. Эти принципы могут быть сформулированы следующим образом.
1. При определении размеров ветродвигателя пропорциональное увеличение геометрических размеров его элементов оказывает малое влияние на его конструктивное исполнение. Исключений составляют напряжения от сил тяжести, которые увеличиваются пропорционально размерам. Это правило следует из соображений подобия. При этом, ветродвигатель с увеличенными размерами имеет аналогичные аэродинамические характеристики и работает в подобных ветровых условиях с той же быстроходностью.
2. При выборе характеристик сечений лопасти исходят из того, что напряжения в лопастях (моменты инерции сечений) увеличиваются в соответствии с действующей нагрузкой и изменением отношения длины хорды к радиусу ротора. Успешно работают роторы с относительной длиной хорды, равной 0,05. Хотя минимально возможное отношение хорды к радиусу не установлено, оно зависит от особенностей свойств поперечного сечения лопасти и геометрии ротора. Однако для заданной конструкции увеличение отношения хорды к радиусу приводит к ее упрощению.
3. Уравновешивание массы лопасти не является проблемой, поскольку для предотвращения флаттера не требуется совпадения ее центра упругости, центра массы и аэродинамического центра давления лопасти.
4. Увеличение массы единичной площади лопасти благоприятно влияет на ее конструктивные свойства. Характерно, что при этом увеличиваются как жесткость от действия центробежных сил, так и отношение установившихся центробежных нагрузок к циклическим аэродинамическим нагрузкам. Эта тенденция снижения вибрационных напряжений, наблюдаемая у лопастей, приводит к увеличению их долговечности. Увеличение массы лопасти ограничивается тем, что оно сопровождается увеличением напряжений от сил тяжести. Однако для типовых малых ветродвигателей с диаметром меньше 10 м предельные значения массы достаточно высокие.
5. Опорные растяжки ротора улучшают реакцию ветродвигателя на действие аэродинамических нагрузок, сил тяжести, флаттер и изгиб остановленного ротора, они могут увеличить защитные свойства конструкции. В то же время эксплуатационные испытания малых ветродвигателей показали, что растяжки нельзя рассматривать в качестве неотъемлемой части конструкции двигателя Дарье.
Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31