Наши исследования и разработки
Можно существенно развить успех применения колеблющихся крыльев фирм приведенных выше.
В основу наших высоких технологий положена работа ветро-гидрогенератора в области нелинейных колебательных аэрогидродинамических режимов и конструирование устройства как единой колебательной системы (НОУ-ХАУ).
Наши результаты:
1. Разработана схема расчета кинетических, динамических и энергетических характеристик колеблющегося крыла в режиме квазистационарного обтекания.
2. Собрана база экспериментальных результатов колебания крыла в нелинейном колебательном режиме.
3. Разработана методика экспериментального исследования кинематических, динамических и энергетических характеристик колеблющегося крыла как колебательной системы.
4. Разработаны принципы передачи и согласования механической энергии от набегающего потока к электрическому генератору.
5. Разработан способ преобразования механической энергии в электрическую энергию.
6. Разработан метод и программа расчета устройства как единой колебательной системы.
7. Собрана база патентов по ветро-гидрогенераторам с колеблющимся рабочим органом (крыльям, цилиндрам, пластинкам и др. формам) за 80 лет.
8. Разработаны начала теории ветро-гидрогенераторов с колеблющимся крылом.
9. Разработан метод расчета упругого тела для передачи энергии.
|
Преимущества использования нелинейных колебательных аэрогидродинамических режимов:
1.Увеличится коэффициент подъемной силы. Срыв обтекания крыла происходит при значительно больших углах атаки. Как следствие этого увеличится отбор энергии потока, и работа генератора начнется при меньших скоростях потока.
2. Применение более эффективных законов колебания крыла. Отбор энергии одновременно с помощью подъемных сил и сил трения, действующих на крыло. Это приведет к увеличению отбора кинетической энергии потока.
3. Снижение гидродинамического и аэродинамического сопротивления с помощью применения элементов волнового обтекания и колебаний.
4. Использование присоединенной упругости (упругость, вызванная вихревой структурой жидкости около колеблющегося крыла). Это приведет к увеличению объема текущей среды, участвующей в аэрогидродинамическом взаимодействии с колеблющимся крылом и, как следствие этого, в увеличении эффективной гидравлической площади и коэффициента отбора энергии потока.
5. За счет структуры вихрей около колеблющегося крыла можно увеличить эффективную гидравлическую площадь в несколько раз, см. рис. 3-5.
Это приведет к увеличению съема энергии при тех же амплитудах колебания крыла. Одновременно силовая нагрузка на единицу эффективной гидравлической площади уменьшится, что приведет к увеличению коэффициента использования энергии набегающего потока. В результате использовании эффектов п. п. 4 и 5 можно получить из течений энергию намного большую, чем могут получить обычные ветро-гидро генераторы. Это приведет к понижению удельной установочной стоимости и себестоимости электроэнергии.
Конструирование устройства как единой колебательной системы даст следующие преимущества:
1.Приведет к повышению отбора энергии из потока и удешевлению конструкции.
2. Использование присоединенной упругости вместо (или дополнительно) упругих элементов конструкции крыла. Это приведет к упрощению и удешевлению конструкции.
3. Использование специального распределения упругих и массовых характеристик крыла для согласования внешнего источника энергии с входными характеристиками передаточно-согласующего элемента. Благодаря этим элементам увеличится отбор кинематической энергии потока.
4. Применение специальных передаточно-согласующих элементов для согласования динамических и кинематических характеристик потока с нагрузкой (с потребителем энергии). Это приведет к согласованию передачи энергии от источника энергии к электрогенератору (в противном случае энергия вернется назад в поток). Также с помощью этих элементов создается сложная пространственная траектория крыльев, которая производит отбор энергии не только с помощью подъемной силы, но и с помощью сил трения.
5. Применение адаптивной микропроцессорной системы управления приведет к получению максимальной мощности на выходе установки.
6. Использование физических эффектов для получения дополнительной кинетической энергии от скрытой тепловой энергии и потенциальной энергии столба воды или давления атмосферы:
1.Родионов Б.Н., Сорокодум Е.Д. Вихревая энергетика // Строительные материалы, оборудование, технологии ХХ века. — 2001, 3(26). с.28,29.
2. Sorokodoum E. Vortex heat-generators // New Energy Technologies. Issue # 2(5), March-Aprel 2002, p.17-18.).
Ветро-гидро электростанции с колеблющимися крыльями, с учетом наших результатов и предложений, будут иметь по сравнению с традиционными (см. рис.6), намного лучшие аэрогидродинамические и энергетические характеристики.
|
Рис. 6. Различные типы ветрогенераторов с вращающимися рабочими органами (из книги Лавруса). |
На рис. 7 приведены значения коэффициента использования энергии ветра для различных ветрогенераторов с вращающимися рабочими органами (цифровое обозначение на рис. 7 соответствует рис. 6).
|
Рис. 7. Коэффициент использования энергии ветра различных типов ветрогенераторов. |
На рис. 7 также приведены ориентировочные значения коэффициента использования энергии ветра для ветрогенераторов с колеблющимися рабочими органами. Из рис. 7 следует, что наиболее эффективные ветрогенераторы могут быть созданы, если перейти от квазистационарного режима колебания к нелинейному.
Ветро-гидро генераторы с колеблющимися рабочими органами могут в несколько раз снизить установочную стоимость и цену электроэнергии. Можно освоить выпуск генераторов предлагаемого типа от 0.1 Квт до 100 Мвт. Применять их можно для получения энергии от ветра, течений малых и больших рек, приливно-отливных и других морских течений.
Мы знаем как разработать преобразователи энергии ветра, течений и волн на основе глубокого использования нелинейной колебательной аэро-гидродинамики и колебательной механики.
|