د باد د نیولو لپاره د باد توربین تیغونه څنګه ډیزاین شوي دي
د باد توربین تیغونه هغه اصلي "لاسونه" دي چې د باد څخه انرژي اخلي او بیا یې د شافټ گردش او بیا بریښنا ته بدلوي. که څه هم دوی ممکن له لرې څخه ساده ښکاري - یوازې درې اوږد، څرخیدونکي تیغونه - د دوی د شکل تر شا د ایروډینامیک، موادو او کنټرول پیچلي انجینرۍ پروت دی. دا مقاله څیړي چې څنګه د باد توربین تیغونه ډیزاین شوي ترڅو باد په اغیزمنه توګه، په ثابت ډول او په خوندي ډول په مختلفو هوا شرایطو کې ونیسي.
۱. اساسي اصل: باد په لفټ بدلول
د بادي توربین تیغ ډیزاین کې کلیدي د پورته کولو مفهوم دی، نه یوازې کشول. د توربین تیغونه د الوتکې د وزرونو په څیر ډیزاین شوي دي: د دوی کراس سیکشن د هوایی ورق په څیر شکل لري. لکه څنګه چې باد د هوایی ورق څخه تیریږي، د پورته او ښکته ترمنځ د فشار توپیر لفټ رامینځته کوي، کوم چې تیغونه د گردش په لور "کشوي". په دې توګه، روټر د دې لپاره نه ګرځي چې د باد لخوا "ټکر شوی" وي، بلکې ځکه چې تیغونه ایروډینامیک ځواکونه رامینځته کوي چې د باد جریان په تورک بدلوي.
دا طریقه د زړو بادي توربینونو په پرتله خورا اغیزمنه ده چې په ډریګ تکیه کوي. عصري افقي محوري بادي توربینونه (HAWTs) پورته کول اعظمي کوي، د تیوریکي حد (بیټز حد) ته نږدې لوړ موثریت ترلاسه کوي، کوم چې وايي چې یو توربین نشي کولی د باد انرژي 100٪ ونیسي.
۲. د هوا د ورق شکل: یو کوچنی جز چې پایله ټاکي
د توربین تیغ هوایی ورقونه په پام کې نیولو سره ډیزاین شوي دي:
- د برید په مختلفو زاویو کې کوفیفینټونه پورته او کش کړئ.
- د سټال چلند، کوم چې هغه حالت دی چې د هوا جریان د تیغ له سطحې څخه خوشې کیږي ترڅو د پورته کولو کچه په ډراماتیک ډول کمه شي.
- د رینولډز شمېر ځانګړتیاوې د تیغ په اوږدو کې بدلیږي (ځکه چې د هوا نسبي سرعت د ریښې څخه د تیغ تر څوکې پورې توپیر لري).
د تیغ ریښې ته نږدې (د مرکز سره نږدې)، د هوایی ورق معمولا د ساختماني ځواک لپاره ضخامت لري. د منځنۍ نقطې څخه تر سر پورې، پروفایل د کشولو کمولو او د ایروډینامیک موثریت ښه کولو لپاره نری کیږي. ځینې ډیزاینونه د شور کمولو لپاره هوایی ورق هم غوره کوي، د بیلګې په توګه د شاته څنډه یا په شاته څنډه کې د سیریشنونو (کوچني غاښونو) تعدیلولو سره.
۳. تاوول او ټیټ کول: ولې تیغ "مستقیم تخته" نه ده
که تاسو د توربین تیغ ته له نږدې وګورئ، نو تاسو به دوه مهمې ځانګړتیاوې وګورئ:
۱. تاوول: د تیغ زاویه له اساس څخه تر څوکې پورې بدلیږي.
۲. تپر (د تار د پلنوالي کمول): تیغ په بنسټ کې پراخ او په څوکه کې تنګ دی.
دلیل یې د گردش فزیک سره تړاو لري. د تیغونو د تنجینتي سرعت د روټر مرکز څخه د واټن سره زیاتیږي. دا پدې مانا ده چې د تیغ سرونه د اساس ته نږدې برخو په پرتله ډیر ګړندي حرکت کوي. که چیرې د تیغ زاویه له اساس څخه تر سر پورې ورته وای، نو د برید د هوایی ورق زاویه به د تیغ په ډیری ساحې کې "بند" وای. ټویسټ ډاډ ورکوي چې د تیغ هره برخه د برید په غوره زاویه کې کار کوي ترڅو د لږترلږه کشولو سره اعظمي پورته کول تولید کړي.
په عین حال کې، ټیپر د ایروډینامیک او ساختماني بارونو ویشلو کې مرسته کوي. د تیغ اساسات د لویو کږیدو شیبو سره مقاومت کوي، نو د ځواک لپاره یې پراخ او ضخامت کیږي. د تیغ سرونه د بار، ګډوډۍ او شور کمولو لپاره نری شوي دي.
۴. د ټیپ سرعت تناسب
د تیغ ډیزاین هم د ټیپ سرعت تناسب (TSR) پورې اړه لري، کوم چې د تیغ د ټیپ سرعت او د باد سرعت تناسب دی. عصري توربینونه معمولا د یو ځانګړي TSR کې د کار کولو لپاره ډیزاین شوي (د مثال په توګه، د ډیری درې تیغ توربینونو لپاره شاوخوا 6-9). TSR اغیزه کوي:
- د انرژۍ د نیولو موثریت
- د شور کچه (چټکې څنډې معمولا ډیر شور وي)
- په جوړښتونو کې متحرک بارونه
- په ټیټو او لوړو بادونو کې فعالیت
د تیغونو شمیر هم د TSR سره تړاو لري. درې تیغ لرونکي توربینونه معیاري کیږي ځکه چې دوی د موثریت، ثبات، شور او میخانیکي بار ترمنځ غوره جوړجاړی وړاندې کوي.
۵. د پچ کنټرول: تیغونه د باد تعقیب لپاره "تنظیم" کیدی شي.
په ډیری عصري توربینونو کې، تیغونه د دوی په محور باندې ګرځیدلی شي (پیچ شوی) ترڅو د باد سره د دوی زاویه تنظیم کړي. دې سیسټم ته د پیچ کنټرول ویل کیږي او مهم دی ځکه چې:
- په معتدل بادونو کې د ځواک اصلاح کول: تیغونه د برید د سم زاویې لپاره تنظیم شوي.
- په تیزو بادونو کې د توربین ساتنه: تیغونه "باهر ایستل شوي" دي (ګرځول شوي ترڅو لږ باد ونیسي) ترڅو د ډیر گردش مخه ونیسي.
- کله چې توربین د ساتنې یا سختو شرایطو له امله ودرولو ته اړتیا ولري، د بریک کولو کې مرسته کوي.
د پچ کنټرول عموما د هیدرولیک ایکچویټر یا بریښنایی موټرو لخوا پرمخ وړل کیږي، او د کنټرول سیسټم لخوا کنټرول کیږي چې د باد سرعت، د روټر گردش، او بار لوستل کیږي.
۶. د باد د لوري د بدلېدو سره معامله کول: د یاو او روټر ډیزاین
د افقي محور توربینونه باید د باد سره مخ شي ترڅو موثر وي. د یاو سیسټم ناسیل څرخوي ترڅو روټر د باد غالب لوري ته مخامخ شي. په هرصورت، باد تل ثابت نه وي؛ ټربولینس او شین شتون لري (په مختلفو لوړوالیو کې د باد مختلف سرعتونه). له همدې امله، د تیغ ډیزاین په پام کې نیسي:
- د باد د بدلونونو له امله سایکلیک بارونه (ستړیا)
- په پیچلو ځایونو لکه غونډیو یا ساحل ته نږدې کې د باد او باد په وړاندې مقاومت
- د تیغ متحرک غبرګون ترڅو دا په ډیره اسانۍ سره وایبریټ نشي
د تیغ ډیزاین نه یوازې د اعظمي ځواک لپاره، بلکې د اوږد خدمت ژوند لپاره هم هدف لري - معمولا 20-25 کاله - د ناکامۍ ترټولو ټیټ احتمالي خطر سره.
۷. مواد او جوړښت: سپک، قوي او د ستړیا په وړاندې مقاومت لرونکی
د توربین تیغونه ډېر لوی کېدای شي — د عصري سمندري توربینونو لپاره لسګونه متره اوږد وي، او د ځینو سمندري توربینونو لپاره له 80-100 مترو څخه زیات وي. له همدې امله، مواد باید دا وي:
- رڼا دومره چې جمود ډېر لوړ نه وي
- د تاوولو او تاوولو لپاره قوي مقاومت
- د بار بار بار بار کیدو له امله د ستړیا په وړاندې مقاومت لري
- د هوا په وړاندې مقاومت لرونکی (UV، باران، د سمندر مالګه، د تودوخې بدلونونه)
عام کارول شوي مواد د فایبر ګلاس مرکبات دي چې ایپوکسی یا پالیسټر رال لري، او په لویو توربینونو کې، کاربن فایبر ډیری وختونه په ځینو برخو کې اضافه کیږي ترڅو د ډیر وزن اضافه کولو پرته سختۍ زیاته کړي. د تیغونو دننه جوړښتونه لکه سپار (اصلي هډوکي) او شین جالونه دي چې د بار ملاتړ کې مرسته کوي.
۸. د تیغ نوک ایروډینامیک او د شور کمول
د تیغ څوکې یوه مهمه سیمه ده: دوی په خپل لوړ سرعت کې دي او له همدې امله تر ټولو ډیر ځواک ورکوي، مګر دوی تر ټولو ډیر شور او د قوي بادونو د تولید لپاره خورا حساس هم دي. د تیغ څوکې ډیزاین ډیری وختونه د دې لخوا غوره کیږي:
- د څپو د کمولو لپاره د سر ځینې ځانګړي شکلونه
- د شور کمولو لپاره د شا څنډه بدله شوې
- د امکان تر حده د جریان لامینار ساتلو لپاره نرمه سطحه
شور نه یوازې د آرامۍ مسله ده، بلکې کولی شي د استوګنې سیمو ته نږدې د توربین جوړولو جوازونو باندې هم اغیزه وکړي.
۹. د سطحې ساتنه: تخریب او اوږدمهاله فعالیت
تیغونه په باران، دوړو، حشراتو او حتی په یخ کې کار کوي (په سړو سیمو کې). په لویو توربینونو کې، د تیغ چټک حرکت کوونکی څوکې کولی شي د مخکینۍ څنډې تخریب تجربه کړي، کوم چې د تیغ د مخکینۍ برخې خړوالی دی. دا تخریب د سطحې ناهموارۍ زیاتوي، کشش زیاتوي، فعالیت کموي، او شور زیاتوي.
له همدې امله، تیغونه معمولا د ځانګړي پوښ یا مخکښ څنډې محافظ سره پوښل کیږي. په ځینو مواردو کې، د توربین د عملیاتي ژوند په اوږدو کې د غوره فعالیت ساتلو لپاره دوره ای ساتنې ته اړتیا ده.
۱۰. د ډیزاین پروسه: سمولیشن، د باد تونل ازموینه، او د ساحې اعتبار
د توربین تیغ ډیزاین یوه تکراري پروسه ده چې پکې شامل دي:
۱. د هوا د حرکت سمولیشن (د مثال په توګه د تیغ عنصر حرکت او د CFD طریقې)
۲. ساختماني تحلیل (د محدود عنصر تحلیل)
۳. څو اړخیزه اصلاح: لوړ ځواک، ټیټ بار، موثر تولید لګښتونه
۴. د پروټوټایپ ازموینه: جامد ازموینه، د ستړیا ازموینه، او د ساحې ازموینه
۵. عملیاتي څارنه: د راتلونکي نسل ډیزاینونو د اصلاح کولو لپاره د وایبریشن، بار او تفتیش سینسرونه
وروستۍ پایله یې یو تیغ دی چې نه یوازې "باد نیسي"، بلکې په هوښیارۍ سره یې کوي: د سیسټم خوندیتوب او اعتبار ساتلو په وخت کې اعظمي انرژي تولیدوي.
تړل
د باد توربین تیغونه د وزر ایروډینامیک، د برید زاویه اصلاح کول د ټویسټ سره، د ټیپر له لارې د بار تنظیم کول، او د پیچ او یاو له لارې فعال کنټرول د ترکیب له لارې ډیزاین شوي دي. دا ټول د قوي مګر سپک وزن لرونکي مرکب موادو او ډیزاین توضیحاتو لخوا ملاتړ کیږي چې شور او سطحې زیان کموي. له بهر څخه، د توربین تیغونه ممکن ساده ښکاري، مګر دا په حقیقت کې د دقیق انجینرۍ محصولات دي چې باد - یو نه لیدونکی ځواک - ته اجازه ورکوي چې په لویه کچه پاک بریښنا ته واړول شي.
که تاسو وغواړئ، زه کولی شم د مفاهیمو انځورونه (ټویسټ، ټیپر، TSR) اضافه کړم یا د دې مقالې یو ډیر تخنیکي نسخه د اساسي فورمولونو او ساده محاسبې مثالونو سره جوړه کړم.
