Жел генераторын Autodesk Invertor програмассы арқылы жобалау

19 
Сурет 2.6 – Жел генраторына материал тағайындау Ст20 
Сурет 2.7 – CFD арқылы кеңістікке ауа береміс 
Сурет 2.8 – Көлемдік элементтерге бөлінген көрініс 

20 
Көлемдік элементерге бөлеміз . Көлем қалыңдығын 5, масштаб 0,5 , 
градация қалыңдығын 1,25 таңдаймыз. Сосын «уточнить» деп аталатын 
нүктені басамыз. Бұл кнопка арқылы сетка құрылады.Шекаралық шарттар 
беруіміз қажет. Ол үшін бізге белгілі м/с арқылы береміз ең максималды 20 
м/с бердім, 20 м/с жылдамдық ол 72 км/сағ .Берілген кубтың жел генераторы 
алға қарап тұрған жағынан сол бетті таңдап алынып жылдамдық берілді.Және 
де кубтың артқы жағынан жел генраторы теріс қарап тұрған жерінен қысыс 
кушін береміз. 
Сурет 2.9 – Шекаралық шарттар берілуі 
Пішін өзгергеннен кейін модельдеу үшін қажетті тор құрылды. Тор түрі 
үшін тетр формасы таңдалды. Жасалған тор шешім сапасын жақсарту және 
шешім уақытын қысқарту үшін қосқыш компоненттерді, қисық және 
объектінің күрделілігін ескере отырып, қолмен өзгертілген. Генерацияланған 
тордың сапасы тордан тәуелсіз тестпен тексерілген, содан кейін тордың ең аз 
өлшемі-0,5 мм, ол ротордың ең аз қалыңдығының 50% құрайды. Нәтижесінде 
тордан тұратын алынған сандық модель 8 131 206 элементтер дәптері мен 1 
442 438 түйіндері бар. 
Модельдеу нәтижелері бойынша ротордың беті мен ротордың осі 
айналасында пайда болған күшті есептеу үшін өтпелілерді талдау таңдалды. 
Рейнольдс орташаланған Навье - Стокс теңдеулерін жабу кезінде 
пайдаланылатын турбуленттік модель үшін k-Omega (SST) ауысу моделі 
қолданылды және модельдеу нәтижелеріндегі мүмкін болатын қателіктерді 
азайту үшін «екінші ретті дәлдік» таңдалды. Максималды итерация әрбір 
жағдай үшін 100 рет есептелді, ал модельдеудің кезеңі ротордың максималды 
жылдамдығының кері мәні болып табылатын 0,01 С ретінде есептелді. 

21 
Сурет 2.10 – Есептеуге жіберу 
Сурет 2.11 – Есептеу аяқталган кез 
Есептеулер 
аяқталғаннан 
кейін 
керекті 
өлшемдері 
алуға 
болады.Есептеулердің мәні Excel форматында алуға болады.Fx әрекет ететін 
куш 213,114 Н, Fy әрекет ететін куштің мәні 3759,32 Н, Fz ке толық әрекет 
ететін куштің мәні 93,5826 Н. Көріп отқандай жел Y өсіне қарама қарсы болып 
тұрғандықтан ең көп куштің шоғырланған жері болып табылады. Алынған 
есептеулерді Invertor бағдарламасы арқылы статикалық сынауға болады.Және 
де біз толық жел әсер ететін көлемді ала аламыз. Толық көлем шамасы 
1,40634*
10
6
см
2
алдық. Толық моментің шамасы 398 Нм. 

22 
Сурет 2.12 – Қандай шамалар керек екенін енгізу 
Сурет 2.13 – Толық денеге әрекет ететін күштің мәні 
8-суретте генератор-контроллерді генератордың айналу жылдамдығына 
қатысты сынаумен анықталған тиімділік көрсетілген. Генератордың тиімділігі 
50 айн/мин кезінде 62,6% - ға дейін және 300 айн/мин кезінде 86,3% - ға дейін, 
айнымалы ток генераторынан, тұрақты ток қуатынан, ми контроллері, ал 
контроллердің тиімділігі 53,6% -дан кем емес және 92,6% -дан астам 
анықталды. Жалпы (аралас) электр энергиясының тиімділігі ең аз мәні 33,6% 
және ең жоғары мәні 79,7% алуға болатынын көрсетті. 
Жылдамдықтардың барлық мәндері Excel форматында алынған және 
аэродинамикалық құбырдығң қай жерінде қандай жылдамдық болатыны 
көрсетілген.Ең үлкен жылдамдық мәні 29,5 м/с ты құрайды.Әрбі интерация 
арқылы әр қадамдағы жылдамдық. 

23 
Сурет 2.14 – Жылдамдықтар графигі 
Сурет 2.15 – Изобеттердің көрінісі
Сурет 2.16 – Жылдамдықтардың шоғырлануы

24 
Бұл инженерлерге қанаттар ұшақтары сияқты объектілердің 
айналасындағы ортаның (газдың немесе сұйықтықтың) ағынының 
ерекшеліктерін зерттеуге мүмкіндік береді. Изоповерхность дыбыстан тыс 
ұшудағы жеке соққы толқыны болуы мүмкін немесе Қанаттың айналасында 
өтетін ауадағы қысым мәндерінің жүйелілігін көрсететін бірнеше изобеттерге 
бөлінуі 
мүмкін. 
«Изоповерхности» 
бұл 
көлем 
жиынтықтарын 
визуализациялау танымал нысаны болып табылады жобалау кезінде , өйткені 
олар экранда өте тез салынуы мүмкін қарапайым полигон моделін пайдалана 
алады. 
Жылдамдықтың ең көп шоғырланған жерлері қанаттарының ұшы 
жағында . Шоғырланған жерлері қызғылт түстермен бейнеленеген. 
Сәйкесінше ең көп жылдамды шоғырланған жерлерді ең көп қысым болады. 
Сурет 2.17 – Жылдамдық мәндерінің көрінісі 
Ауа ағындары арқылы біз сұйықтықтар мен газдардағы денелердің 
қозғалысына кедергі келтіретін күш. Алдыңғы кедергісі екі күш түрінен 
тұрады: дененің бетіне бағытталған жанасу (тангенциалды) үйкеліс күші және 
бетке нормаланған қысым күші. Қарсылық күші диссипативті күш болып 
табылады және әрқашан ортадағы дене жылдамдығы векторына қарсы 
бағытталған. Көтергіш күшпен қатар толық аэродинамикалық күштің 
құрамдас бөлігі болып табылады.Алдыңғы кедергінің күші әдетте екі 
құрамдастың сомасы түрінде ұсынылады: нөлдік көтеру күші кезінде кедергі 
және индуктивті кедергі. Әрбір құрауыш өзінің кедергісінің өлшемсіз 
коэффициентімен және қозғалыс жылдамдығына белгілі бір тәуелділігімен 
сипатталады. Ауа ағыны арқылы тубуленттің пайда болатынын немесе 
болмайтынын көруге мүмкіндік береді. 

25 
Сурет 2.18 – Ауа ағыны көрінісі 
Сурет 2.19 – Алдынғы көрінісі 
Анимациялық көрінісін сақтауға болады бұл ауа ағынын қалай 
қозғалатын анық көруге мүмкіндік береді. Жел генераторларының жұмысын 
неғұрлым дәл болжау үшін ротордың аэродинамикалық сипаттамаларын және 
генератор-инвертор сияқты электр ПӘК ескеру қажет. Ротордың 
аэродинамикалық сипаттамаларын алу үшін CFD модельдеу жағдайында 
тесттің торынан тәуелсіз көмегімен генерацияланатын тордың сапасын 
бағалау маңызды. Бұдан басқа, генератор-инверторды CFD нәтижелеріне 
сынау нәтижелерін қолдану кезінде желдің жылдамдығына қатысты 
болжамды айналу жылдамдығына сәйкес келетін электр тиімділігін қолдану 
қажет. Егер екі жағдайды қарастырса, онда алдыңғы жел генераторының 
өнімділігін болжау нақты ауқымды сынаққа ұқсас болады және прототип 
жасалғанға дейін жүйенің өнімділігін тексерудің үнемді тәсілі болады. 

26 
Өлшенген қуатты үлгілеумен салыстырғаннан кейін өлшенген қуат пен 
үлгілеудің арасындағы ең жоғары қателігі 8,5 м / с жел жылдамдығы кезінде 
7,80% құрайтыны Autodesk CFD жобалаушы адамдардың айтуы бойынша. 
Сурет 2.20 – Турбулентті аймақ көрсетілген 
Сурет 2.21 - CP-жел жылдамдығына қатысты ұштық жылдамдығының 
коэффициенті 
Сандық нәтижелермен теориялық болжамдарды салыстыру үшін айналу 
жылдамдығына байланысты айналдыру сәті көрсетілген. Теориялық нәтиже 
жағдайында айналу жылдамдығы үшін айналу сәті u = 5 м / с кезінде біртіндеп 

27 
төмендеу үрдісі бар. Осы нәтижеге сүйене отырып, сандық талдау, шамасы, 
айналу жылдамдығының жұмыс салаларында салыстырмалы жақсы келісімді 
көрсетеді.
Сурет 2.22 – Тор жүйесіне бөлінген көрінісі 
Сурет 2.23 – Тұрақты қысым көрсетілген 
Архимед спиральды жел турбинасының орталық жазықтығында үш 
түрлі жел жылдамдығы кезінде ағымның жалпы өрісінің орташаланған 

28 
өрістерінің есептік жоба етіп көрсетілген, олар жылдамдықтардың 
контурлары мен векторларымен сипатталған. Айналу жылдамдығын өлшенген 
жылдамдық кезінде ағынының 3,5, 4,0 және 5,0 м / с тиісінше 300, 400 және 
500 айн / мин құрады. Ұштың айналу жылдамдығының тиісті коэффициенттері 
тиісінше 0,62, 0,78 және 0,79 болды. Ағынның жүріс-тұрысының бөлшектері 
жел жылдамдығының диапазонында алынды. Шынында да, осы суреттерде 
көрсетілген контурлар турбуленттік ізге сәйкес келеді. 
Сурет 2.24 – Тек қана қанатшаларының аэродинамикасының көрінісі 
(а) 
(в) 
Сурет 2.25 – (а) қысым графигі, (в) 
𝐶
𝑝
коэффиценті графигі 
Модельдеу бірнеше диапазонда , радиус 0,25 есе асып түсті. Қадам 
өзгергенде 60 градус тұрақты ашу бұрышы қолданылады барлық үлгілер үшін. 

29 
Коэффицент 
𝐶
𝑝
мәні артқан сайын ұлғаюы кезінде қуат коэффициентінің мәні 
арта бастады. Ең үлкен қуат коэффициенті радиустан 1,5 есе асатын адым мәні 
кезінде алынды. Қадамның одан әрі артуы қуат коэффициентінің төмендеуіне 
алып келді. Осылайша, ең жақсы модель үшін радиустан 1,5 есе көп қадам 
таңдалды. Біз ең жоғары қуат коэффициенті жел жылдамдығына қарамастан 
1,5 ұштық жылдамдықтарының қатынасында алынады. Бұл әдебиетті ұштық 
жылдамдығының төмен коэффициентімен тиімді екенін растайды. Қазіргі 
заманғы 
қалалық 
3-қалақты 
жел 
генераторлары 
ұштың 
айналу 
жылдамдығының жоғары диапазонында ротордың жоғары тиімділігі бар. 
Ұштық жылдамдығының төмен коэффициенттері кезінде жоғары қуат 
коэффициентінің болу артықшылықтары: 

Турбина желдің төмен жылдамдығында жоғары тиімділікпен жұмыс 
істей алады. 

Жоғары айналу моменті, себебі айналу моменті және айналу 
жылдамдығы кері пропорционалды, бұл төмен жылдамдықты үлкейте 
әалады. 

Жүздің ұшындағы шу деңгейі төмен. 

Центірден тепкіш куштің аз болуы. 

жүктеу 4,33 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: