Ny andraikitry ny lelan'ny Turbine Rivotra amin'ny fizotran'ny fiovam-po angovo
Ny turbine rivotra dia iray amin'ireo teknolojia angovo azo havaozina be mpampiasa indrindra amin'ny fanovana ny angovo kinetika avy amin'ny rivotra ho angovo elektrika. Amin'ireo singa turbine rehetra, ny lelany dia mitana anjara toerana lehibe satria izy ireo no "mpandray" voalohany ny angovon'ny rivotra. Ny fahombiazan'ny lelany no mamaritra ny fahombiazan'ny turbine amin'ny fakana angovo avy amin'ny fivezivezen'ny rivotra, ny fahamarinan'ny fiasan'ny turbine amin'ny toetr'andro samihafa, ary ny habetsaky ny herinaratra azony vokarina amin'ny farany. Ity lahatsoratra ity dia miresaka momba ny asan'ny lelany turbine rivotra amin'ny fizotran'ny fiovan'ny angovo, anisan'izany ny foto-keviny aerodinamika, ny fifandraisany amin'ny fahombiazana, ary ireo anton-javatra famolavolana izay misy fiantraikany amin'ny fahombiazana.
1. Lelany ho toy ny mpanova ny angovo kinetika avy amin'ny rivotra ho angovo mekanika
Mitondra angovo kinetika ny rivotra satria mihetsika amin'ny hafainganam-pandeha iray ny rivotra. Rehefa mandalo eo ambonin'ny lelan'ny turbine ny rivotra, ny endriky ny lelan'ny turbine - izay mitovy amin'ny endriky ny elatry ny fiaramanidina (airfoil) - dia mamorona fahasamihafan'ny tsindry eo amin'ny sisiny voalohany sy ny sisiny aoriana amin'ny lelan'ny turbine. Io fahasamihafan'ny tsindry io dia miteraka fiakarana sy fisintonana kely. Ny fitambaran'ireo hery ireo dia miteraka torque amin'ny rotor, ka mahatonga azy hihodina. Io fihodinan'ny rotor io dia angovo mekanika izay avy eo afindra any amin'ny gropy mpamokatra herinaratra mba hamokarana herinaratra.
Noho izany, ny asan'ny lelany voalohany dia ny manova ny angovo kinetikan'ny rivotra ho angovo mekanika mihodina. Raha tsy voalamina tsara ny lelany (ohatra, manana endrika ratsy na zoro fanafihana tsy mety), dia ho ambany ny fiakarana aterak'izany ary ho sahirana ny rotor amin'ny fihodinana tsara indrindra, ka hiteraka fihenan'ny famokarana angovo.
2. Fampiakarana ny fakana angovo amin'ny alàlan'ny aerodinamika
Miasa amin'ny foto-kevitra aerodinamika mitovy amin'ny elatry ny fiaramanidina ny lelan'ny turbine rivotra, saingy manana tanjona hafa: tsy ny hiteraka fiakarana miakatra, fa ny hiteraka hery tangential izay mihodina ny rotor. Noho izany, ny tanjon'ny famolavolana ny lelany dia ny hiteraka fiakarana avo miaraka amin'ny fisintonana kely araka izay azo atao.
Hevitra manan-danja ny zoro fanafihana, ny zoro eo anelanelan'ny lalana izoran'ny rivotra sy ny tsipika akoran'ny rivotra. Ny zoro fanafihana marina dia hiteraka fiakarana ambony indrindra. Na izany aza, raha lehibe loatra io zoro io, dia mety hijanona ny fivezivezen'ny rivotra, ka hiteraka fihenan'ny fiakarana sy fitomboan'ny fisintonana. Amin'ny fampiasana tena izy, ny lelan'ny turbine dia tsy maintsy miatrika ny fiovan'ny hafainganam-pandehan'ny rivotra sy ny lalana. Noho izany, ny turbine maoderina dia mampiasa rafitra fanaraha-maso toy ny fanaraha-maso ny pitch (fanitsiana ny zoro lelany) mba hitazonana ny zoro fanafihana ao anatin'ny elanelana tsara indrindra.
Ankoatra izany, ny lelany dia natao hihodinkodina manaraka ny halavany. Ny fotony dia miaina hafainganam-pandeha ambany kokoa noho ny tendrony (satria mitombo ny hafainganam-pandeha linear miaraka amin'ny radius). Ny fihodinkodinana dia manampy ny fizarana tsirairay amin'ny lelany hiasa amin'ny zoro fanafihana mahomby, ka miteraka fizarana hery mitovy kokoa sy fitomboan'ny fahombiazana.
3. Fanaraha-maso ny hafainganam-pandehan'ny rotor sy ny fahamarinan'ny fiasana
Ankoatra ny fakana angovo, ny lelany koa dia miasa mba hihazonana ny fahamarinan'ny turbine. Raha mahery loatra ny rivotra, dia mety hihodina haingana loatra ny rotor, ka mety hanimba ny singa mekanika na ny gropy. Eto no idiran'ny lelany amin'ny alàlan'ny rafitra fanaraha-maso:
1. Fanaraha-maso ny fihetsehan'ny rivotra: Azo ahodina amin'ny axe-ny ny lelany mba hampihenana ny fiakaran'ny rivotra rehefa mahery ny rivotra. Rehefa atsipy miala amin'ny zoro tsara indrindra ny lelany, dia mihena ny fiakaran'ny rivotra, ka mahatonga ny rotor hihena.
2. Fanaraha-maso ny fijanonana (tsy mihetsika/mavitrika): Ny endrika sasany dia mampiasa fijanonana voafehy amin'ny hafainganam-pandehan'ny rivotra voafaritra mba hampihenana ho azy ny fiakaran'ny rivotra. Na izany aza, ny turbine maoderina dia matetika mampiasa fanaraha-maso ny fiakaran'ny rivotra noho ny fahamarinany bebe kokoa.
Noho izany, ireo lelany dia tsy vitan'ny hoe "mpanangona angovo" fotsiny, fa singa fanaraha-maso ihany koa izay miantoka fa azo antoka ny turbine ary manohy mamokatra herinaratra tsy tapaka.
4. Ny anjara asan'ny lelany amin'ny famaritana ny fetran'ny fahombiazana (fetra Betz)
Ao amin'ny teôrian'ny turbine rivotra, misy fetra ambony indrindra amin'ny angovo azo avy amin'ny rivotra, fantatra amin'ny anarana hoe fetra Betz, izay eo amin'ny 59,3%. Midika izany fa tsy afaka maka ny angovon'ny rivotra rehetra ny turbine satria tsy maintsy mihetsika ny fikorianan'ny rivotra rehefa avy mandalo ny rotor. Na izany aza, ny famolavolana tsara ny lelany dia afaka manakaiky io fetra io.
Ny fahombiazan'ny lelany dia misy fiantraikany amin'ny:
- kalitaon'ny airfoil (tahan'ny fiakarana/fisintonana),
- ny halavan'ny lelany sy ny velaran'ny rotor,
– isan'ny lelany (matetika lelany telo mba hahazoana fitoniana sy fahombiazana),
– ary rafitra fanaraha-maso ny pitch izay mitazona ny fiasan'ny feo amin'ny coefficient herinaratra tsara indrindra.
Arakaraka ny mahomby kokoa ny fampiasan'ny lelany ny fiakarana sy ny fampihenana ny fisintonana no avo kokoa ny fahombiazan'ny aerodinamika an'ny rotor.
5. Ampitomboy ny hery amin'ny alàlan'ny habeny sy ny velaran'ny faritra
Mifanohitra mivantana amin'ny velaran-tany voafaokan'ny rotor sy ny kioban'ny hafainganam-pandehan'ny rivotra ny hery azo avy amin'ny rivotra. Ny velaran-tany voafaokan'ny rotor dia faritana amin'ny halavan'ny lelany. Arakaraka ny halavan'ny lelany no lehibe kokoa ny velaran-tany "voafaokan'ny rotor", ka maka angovo bebe kokoa avy amin'ny rivotra.
Na izany aza, ny fanalavana ny lelany dia tsy vitan'ny hoe mampitombo ny habeny fotsiny. Ny lelany lava dia miatrika enta-mavesatra ara-drafitra bebe kokoa, indrindra fa eo amin'ny tendron'ny lelany mihetsika haingana, izay mahatsapa hery miendrika santionany avo lenta. Noho izany, ny lelany maoderina dia vita amin'ny fitaovana matanjaka nefa maivana toy ny fiberglass na fibre karbônina. Ny endrika anatiny amin'ny lelany - toy ny spar, shear web, ary sosona composite - dia mamaritra tsara ny fanoheran'ny lelany amin'ny harerahana vokatry ny enta-mavesatra miverimberina mandritra ny taona maro ampiasaina.
6. Ahena ny tabataba sy ny fiantraikany amin'ny tontolo iainana
Mitana anjara toerana amin'ny fanaraha-maso ny tabataba ihany koa ny lelany. Ny tabataban'ny milina mpamokatra rivotra dia avy amin'ny fifandraisana aerodinamika eo amin'ny lelany sy ny rivotra, indrindra eo amin'ny tendrony, izay avo indrindra ny hafainganam-pandeha. Mba hampihenana ny tabataba, mampiasa paikady famolavolana isan-karazany ireo mpanamboatra, toy ny:
- endrika tendron'ny lelany manokana mba hampihenana ny fikorontan-drivotra,
- sisiny miendrika serfa amin'ny modely sasany,
– ary amboary ny hafainganam-pandehan'ny fihodinana mba tsy ho avo loatra amin'ny fepetra sasany.
Zava-dehibe ny fampihenana ny tabataba mba hampitomboana ny faneken'ny besinimaro sy hanarahana ny lalàna momba ny tontolo iainana, indrindra ho an'ny turbine akaikin'ny toeram-ponenana.
7. Fanoherana ny toetr'andro sy ny fahasimbana
Amin'ny fampiharana, ny lelan'ny turbine dia miasa amin'ny tontolo iainana henjana: orana, vovoka, fiovan'ny mari-pana, ary na dia ranomandry aza any amin'ny faritra sasany. Ny fahasimban'ny sisiny voalohany (ny sisiny eo anoloan'ny lelany) vokatry ny ranonorana dia mety hanimba ny aerodynamics, ka hampihena ny fahombiazana. Noho izany, ny lelany dia matetika rakotra fitaovana fiarovana na sosona manokana. Any amin'ny faritra mety hisian'ny ranomandry, ny turbine sasany dia misy rafitra fanafanana na paikady fiasana manokana mba hampihenana ny fiforonan'ny ranomandry.
Ny asan'ny lelany amin'ity toe-javatra ity dia ny mitazona ny fahombiazan'ny aerodinamika mandritra ny androm-piainan'ny turbine. Ny lelany simba na voakiky dia hampitombo ny fisintonana, hampihena ny fiakarana, ary amin'ny farany dia hampihena ny famokarana herinaratra.
8. Fehiny
Mivelatra kokoa ny asan'ny "elatra" amin'ny rivotra noho ny fihodinan'ny "propeller" fotsiny. Izy ireo no singa voalohany mamadika ny angovo kinetika avy amin'ny rivotra ho angovo mekanika amin'ny alàlan'ny fiakaran'ny aerodynamic. Ankoatra izany, dia mitana anjara toerana amin'ny fanatsarana ny fahombiazan'ny fakana angovo izy ireo, mifehy ny hafainganam-pandehan'ny rotor ho fiarovana, mampitombo ny hery amin'ny alàlan'ny faritra midadasika, ary mampihena ny tabataba sy mitazona ny fahatokisan'ny turbine amin'ny toetr'andro isan-karazany. Amin'ny alàlan'ny famolavolana aerodynamic tsara, ny fisafidianana fitaovana mety, ary ny rafitra fanaraha-maso maoderina, ny lelan'ny turbine rivotra no fanalahidin'ny fahombiazan'ny fizotran'ny fiovan'ny angovo ao amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra avy amin'ny rivotra.
Raha tianao, azoko atao ny manampy sary maneho ny fikorianan'ny angovo (rivotra → rotor → gropy → tambajotra herinaratra) na manitatra ny fizarana famolavolana ny lelany (twist, taper, airfoil) miaraka amin'ny ohatra tsotra amin'ny fikajiana ny herin'ny turbine.
