Lub Luag Haujlwm ntawm Cov Hniav Turbine Cua hauv Cov Txheej Txheem Hloov Pauv Zog
Cov cua tshuab yog ib qho ntawm cov thev naus laus zis siv hluav taws xob rov ua dua tshiab uas siv dav tshaj plaws rau kev hloov lub zog kinetic ntawm cua mus ua lub zog hluav taws xob. Ntawm txhua yam khoom ntawm lub tshuab cua, cov hniav ua lub luag haujlwm tseem ceeb vim tias lawv yog cov "ntes" lub zog cua tseem ceeb. Kev ua haujlwm ntawm cov hniav txiav txim siab seb lub tshuab cua tuaj yeem rho tawm lub zog los ntawm cov huab cua zoo li cas, lub tshuab cua ua haujlwm ruaj khov li cas hauv ntau yam huab cua, thiab nws tuaj yeem tsim hluav taws xob ntau npaum li cas. Tsab xov xwm no tham txog kev ua haujlwm ntawm cov hniav cua tshuab hauv cov txheej txheem hloov pauv hluav taws xob, suav nrog lawv cov ntsiab cai aerodynamic, lawv txoj kev sib raug zoo rau kev ua haujlwm zoo, thiab cov yam ntxwv tsim uas cuam tshuam rau kev ua haujlwm.
1. Cov hniav ua cov hloov pauv ntawm lub zog cua kinetic mus rau hauv lub zog kho tshuab
Cua nqa lub zog kinetic vim tias cov huab cua txav mus rau qhov ceev. Thaum cua hla lub turbine hniav, lub hniav ntawm cov duab txiav - uas feem ntau zoo li lub tis ntawm lub dav hlau (airfoil) - tsim qhov sib txawv ntawm lub zog ntawm cov ntug sab saud thiab sab qis ntawm cov hniav. Qhov sib txawv ntawm lub zog no ua rau muaj kev nqa thiab me ntsis ntawm kev rub. Kev sib xyaw ua ke ntawm cov zog no tsim lub zog torque ntawm lub rotor, ua rau nws tig. Qhov kev tig ntawm lub rotor no yog lub zog tshuab uas tom qab ntawd hloov mus rau lub tshuab hluav taws xob los tsim hluav taws xob.
Yog li ntawd, lub luag haujlwm tseem ceeb ntawm cov hniav yog hloov lub zog kinetic ntawm cua mus rau hauv lub zog mechanical rotational. Yog tias cov hniav tsis tau tsim kom zoo (piv txwv li, nrog cov profiles tsis zoo lossis lub kaum sab xis tsis raug), qhov kev nqa yuav qis thiab lub rotor yuav nyuaj rau tig kom zoo, ua rau kev tsim hluav taws xob tsawg dua.
2. Ua kom lub zog ntau tshaj plaws los ntawm kev siv aerodynamics
Cov hniav cua turbine ua haujlwm raws li cov ntsiab cai aerodynamic zoo li tis ntawm lub dav hlau, tab sis muaj lub hom phiaj sib txawv: tsis yog los tsim kom muaj kev nqa mus rau saum ntuj, tab sis los tsim kom muaj lub zog tangential uas tig lub rotor. Yog li ntawd, kev tsim cov hniav lub hom phiaj yog los tsim kom muaj kev nqa siab nrog kev rub tsawg li tsawg tau.
Ib lub tswv yim tseem ceeb yog lub kaum sab xis ntawm kev tawm tsam, lub kaum sab xis ntawm qhov kev taw qhia cua thiab kab chord airfoil. Lub kaum sab xis ntawm kev tawm tsam kom raug yuav ua rau muaj kev nqa siab tshaj plaws. Txawm li cas los xij, yog tias lub kaum sab xis no loj dhau, cov cua tuaj yeem nres, ua rau kev nqa qis dua thiab kev rub ntau ntxiv. Hauv kev ua haujlwm tiag tiag, cov hniav turbine yuav tsum daws qhov kev hloov pauv ntawm cua ceev thiab kev taw qhia. Yog li ntawd, cov turbines niaj hnub no siv cov txheej txheem tswj hwm xws li kev tswj hwm qhov siab (kev hloov kho lub kaum sab xis ntawm hniav) kom tswj tau lub kaum sab xis ntawm kev tawm tsam hauv qhov ntau zoo tshaj plaws.
Tsis tas li ntawd xwb, cov hniav no tau tsim los kom tig raws nws qhov ntev. Lub hauv paus ntawm cov hniav muaj qhov ceev qis dua li lub hau (vim tias qhov ceev linear nce nrog lub vojvoog). Qhov tig pab txhua ntu ntawm cov hniav ua haujlwm ntawm lub kaum sab xis zoo, ua rau muaj kev faib tawm ntawm lub zog thiab ua haujlwm tau zoo dua.
3. Tswj qhov ceev ntawm lub rotor thiab kev ruaj khov ntawm kev ua haujlwm
Ntxiv rau kev ntes lub zog, cov hniav kuj tseem ua haujlwm los tswj lub turbine kom ruaj khov. Yog tias cua muaj zog dhau, lub rotor tuaj yeem tig ceev dhau, ua rau muaj kev puas tsuaj rau cov khoom siv kho tshuab lossis lub tshuab hluav taws xob. Qhov no yog qhov uas cov hniav tuaj yeem ua si los ntawm lub kaw lus tswj:
1. Kev tswj qhov siab: Cov hniav tuaj yeem tig tau ntawm lawv txoj kab kom txo qhov nqa thaum muaj cua hlob. Thaum cov hniav raug thawb tawm ntawm lub kaum sab xis zoo tshaj plaws, qhov nqa yuav txo qis, ua rau lub rotor qeeb.
2. Kev tswj qhov chaw nres (tsis ua haujlwm/ua haujlwm): Qee cov qauv siv kev tswj qhov chaw nres ntawm qhov ceev cua tshwj xeeb kom txo qhov nqa. Txawm li cas los xij, cov turbines niaj hnub no feem ntau siv kev tswj qhov siab vim nws qhov tseeb dua.
Yog li ntawd, cov hniav tsis yog tsuas yog "cov khoom ntes hluav taws xob xwb", tab sis kuj tseem tswj cov khoom uas ua kom lub turbine muaj kev nyab xeeb thiab txuas ntxiv tsim hluav taws xob tas li.
4. Lub luag haujlwm ntawm cov hniav hauv kev txiav txim siab qhov txwv kev ua haujlwm (Betz txwv)
Hauv kev xav txog lub tshuab cua turbine, muaj qhov txwv siab tshaj plaws rau lub zog uas tuaj yeem rho tawm los ntawm cua, hu ua Betz txwv, uas yog li 59,3%. Qhov no txhais tau tias lub tshuab turbine tsis tuaj yeem ntes tag nrho cov zog cua vim tias cov cua yuav tsum txav mus tom qab dhau los ntawm lub rotor. Txawm li cas los xij, kev tsim cov hniav zoo tuaj yeem mus txog qhov txwv no.
Kev ua haujlwm ntawm cov hniav raug cuam tshuam los ntawm:
- qhov zoo ntawm lub dav hlau (qhov piv ntawm kev nqa / rub),
- qhov ntev ntawm cov hniav thiab thaj tsam ntawm lub rotor,
- tus naj npawb ntawm cov hniav (feem ntau peb cov hniav rau kev ruaj khov thiab ua haujlwm tau zoo),
- thiab lub kaw lus tswj suab uas tswj kev ua haujlwm ntawm qhov coefficient zog zoo tshaj plaws.
Qhov zoo dua cov hniav siv kev nqa thiab txo qis kev rub, qhov siab dua ntawm rotor lub aerodynamic efficiency.
5. Ua kom muaj zog ntxiv los ntawm qhov loj thiab thaj chaw cheb
Lub zog muaj nyob rau hauv cua yog proportional ncaj qha rau thaj tsam swept ntawm lub rotor thiab lub voos xwmfab ntawm qhov ceev ntawm cua. Thaj tsam swept ntawm lub rotor yog txiav txim siab los ntawm qhov ntev ntawm cov hniav. Lub hniav ntev dua, thaj tsam loj dua uas lub rotor "swepts," yog li ntawd ntes tau ntau lub zog cua.
Txawm li cas los xij, kev ua kom ntev dua ntawm rab riam muaj ntau dua li tsuas yog ua kom nws loj dua xwb. Cov riam ntev ntsib cov khoom hnyav dua, tshwj xeeb tshaj yog ntawm cov hniav uas txav mus los sai, uas muaj cov zog centrifugal siab. Yog li ntawd, cov hniav niaj hnub no yog tsim los ntawm cov khoom siv sib xyaw ua ke uas muaj zog tab sis tsis hnyav xws li fiberglass lossis carbon fiber. Kev tsim qauv sab hauv ntawm rab riam - xws li lub spar, shear web, thiab cov txheej sib xyaw - txiav txim siab qhov kev tiv thaiv ntawm rab riam rau kev qaug zog los ntawm kev thauj khoom cyclic dhau xyoo ntawm kev ua haujlwm.
6. Txo suab nrov thiab kev cuam tshuam rau ib puag ncig
Cov hniav kuj tseem ua lub luag haujlwm hauv kev tswj suab nrov. Lub suab nrov ntawm lub cav cua feem ntau yog los ntawm kev sib cuam tshuam ntawm cov hniav thiab huab cua, tshwj xeeb tshaj yog ntawm cov qhov kawg, qhov twg qhov ceev tshaj plaws. Txhawm rau kom txo cov suab nrov, cov chaw tsim khoom siv ntau txoj hauv kev tsim qauv, xws li:
- cov duab tshwj xeeb ntawm lub hau hniav kom txo qhov turbulence,
- serrated trailing ntug ntawm qee cov qauv,
- thiab kho qhov ceev ntawm kev tig kom nws tsis siab dhau nyob rau hauv qee qhov xwm txheej.
Kev txo suab nrov yog qhov tseem ceeb los txhawb kev lees txais ntawm pej xeem thiab ua raws li cov cai ib puag ncig, tshwj xeeb tshaj yog rau cov turbines ze ntawm thaj chaw nyob.
7. Kev tiv thaiv rau huab cua thiab kev puas tsuaj
Hauv kev xyaum ua, cov hniav turbine ua haujlwm hauv qhov chaw ib puag ncig hnyav: nag, plua plav, kev hloov pauv kub, thiab txawm tias dej khov hauv qee thaj chaw. Kev yaig ntawm ntug pem hauv ntej (ntug pem hauv ntej ntawm cov hniav) los ntawm cov dej nag tuaj yeem ua rau aerodynamics poob qis, yog li txo qhov ua haujlwm. Yog li ntawd, cov hniav feem ntau raug coated nrog cov ntaub ntawv tiv thaiv lossis cov txheej tshwj xeeb. Hauv cov cheeb tsam uas muaj kev pheej hmoo ntawm icing, qee lub turbine tau nruab nrog cov tshuab cua sov lossis cov tswv yim ua haujlwm tshwj xeeb los txo qis kev tsim dej khov.
Lub luag haujlwm ntawm cov hniav hauv cov ntsiab lus no yog los tswj kev ua haujlwm aerodynamic thoob plaws lub neej ntawm lub turbine. Cov hniav puas tsuaj lossis lwj yuav ua rau muaj kev rub ntau ntxiv, txo qhov nqa, thiab thaum kawg txo cov hluav taws xob tsim tawm.
8. Txoj kev
Cov hniav cua turbine ua haujlwm ntau dua li tsuas yog tig "propellers." Lawv yog cov khoom tseem ceeb uas hloov lub zog kinetic ntawm cua mus rau hauv lub zog mechanical los ntawm aerodynamic lift. Ntxiv mus, lawv ua lub luag haujlwm hauv kev ua kom zoo dua qhov kev ntes hluav taws xob, tswj qhov ceev ntawm rotor kom muaj kev nyab xeeb, nce lub zog los ntawm thaj chaw dav dav, thiab txo qhov suab nrov thiab tswj kev ntseeg tau ntawm turbine hauv ntau yam huab cua. Los ntawm kev tsim qauv aerodynamic zoo, kev xaiv cov khoom siv tsim nyog, thiab cov txheej txheem tswj niaj hnub, cov hniav cua turbine yog qhov tseem ceeb rau kev vam meej ntawm cov txheej txheem hloov pauv hluav taws xob hauv cov chaw tsim hluav taws xob cua.
Yog tias koj xav tau, kuv tuaj yeem ntxiv ib daim duab ntawm qhov hloov pauv zog (cua → rotor → generator → lub zog hluav taws xob) lossis nthuav qhov seem tsim hniav (twist, taper, airfoil) nrog rau ib qho piv txwv yooj yim ntawm kev xam lub zog turbine.
