Thiết kế cánh Turbine máy phát điện sức gió kiểu trục đứng

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP ========== BÙI THANH HIỀN THIẾT KẾ CÁNH TURBINE

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP

==========

BÙI THANH HIỀN

THIẾT KẾ CÁNH TURBINE MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ KIỂU TRỤC ĐỨNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Thái Nguyên - 2010

Trang 2

BÙI THANH HIỀN

THIẾT KẾ CÁNH TURBINE MÁY PHÁT ĐIỆN SỨC GIÓ KIỂU TRỤC ĐỨNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MÁY

Thái Nguyên - 2010

Trang 3

1

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Bùi Thanh Hiền, Học viên lớp cao học khóa 11-Công nghệ chế

tạo máy-Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp, hiện đang công tác tại Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - Đại học Thái Nguyên

Xin cam đoan:

Đề tài:” Thiết kế cánh turbine máy phát điện sức gió kiểu trục đứng “,

do thầy giáo TS Vũ Ngọc Pi hướng dẫn là công trình do bản thân tôi thực hiện

dựa trên sự hướng dẫn của thầy giáo hướng dẫn khoa học và các tài liệu tham khảo đã trích dẫn

Thái Nguyên, ngày 25 tháng 9 năm 2010

Học viên

Bùi Thanh Hiền

Trang 4

1.2.1 Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài 14

1.2.2 Tình hình nghiên cứu ở trong nước 19 1.3 Các kiểu kết cấu cánh đã có và vấn đề lựa chọn số cánh tối ưu 20

1.3.1 Các kiểu kết cấu cánh đã được thiết kế 20

1.3.2 Vấn đề lựa chọn số cánh tối ưu 23

Phần 2: Cơ sở tính toán khí động học cánh turbine 25

2.1.1 Vật lý học về năng lượng gió 25

2.2 Các định luật cơ bản và các khái niệm về khí động học cánh

turbine trong máy phát điện sức gió 28

Trang 5

3

2.2.2 Lý thuyết về cánh và kết cấu cánh turbine 29

2.2.2.1 Kiểu cánh và các khái niệm cơ bản 30

2.3.1 Nguyên lý sự phân bố lực trên bề mặt cánh turbine 35

2.3.2 Các hệ số khí động học tương đối trên dây cung và

pháp tuyến với dây cung 36

Phần 3: Thiết kế cánh turbine máy phát điện sức gió kiểu trục

Trang 6

DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

HAWTs hệ turbine gió kiểu trục ngang

VAWTs hệ turbine gió kiểu trục đứng

Trang 7

5

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1 Thống kê công suất định mức lắp đặt trên thế giới

Bảng 3.1 Bảng giá trị của tỷ số tốc độ lớn nhất ứng với từng turbine có số

cánh đang xét Bảng 3.2 Bảng giá trị công suất hệ thống cho turbine 5 cánh

Bảng 3.3 Bảng giá trị công suất hệ thống cho turbine 4 cánh

Bảng 3.4 Bảng giá trị công suất hệ thống cho turbine 3 cánh

Bảng 3.5 So sánh công suất hệ thống của turbine có số cánh lần lượt là 5

cánh, 4 cánh, 3 cánh Bảng 3.6 Bảng giá trị ,  trên hành trình sinh công có ích

Bảng 3.7 Bảng quan hệ giữa  và r

Bảng 3.8 Vật liệu dự kiến chọn làm cánh turbine

Trang 8

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Hình 1.1 Máy phát điện sức gió do Charles F.Brush chế tạo

Hình 1.2 Máy phát điện Gedser công suất 200kW

Hình 1.3 Cánh đồng phong điện tại tỉnh Cam Túc, Trung Quốc

Hình 1.4 Nhà nghiên cứu năng lượng gió Nguyễn Phú Uynh và mô hình chế

tạo turbine gió của ông Hình 1.5 Kiểu dạng chén

Hình 1.6 Rotor dạng chén

Hình 1.7 Turbine kiểu Savonius

Hình 1.8 Turbine kiểu plates

Hình 1.9 Turbine kiểu Darrieus - Rotor và H - Rotor

Hình 2.1 Biểu đồ gió khu vực Trung du miền núi phía Bắc

Hình 2.2 Biên dạng cánh loại NACA-04

Hình 2.3 Biểu đồ lực nâng và lực cản loại NACA 00X

Hình 2.4 Khí động học bộ phận cánh turbine

Hình 2.5 Thành phần lực tác dụng lên cánh turbine

Hình 2.6 Biểu diễn các thành phần vận tốc tác dụng trên mặt cắt ngang cánh Hình 2.7 Thành phần lực và vận tốc trên cánh turbine

Hình 3.1 Hình dáng cánh turbine dự kiến thiết kế

Hình 3.2 Véc tơ vận tốc tác dụng lên turbine 5 cánh

Trang 10

LỜI MỞ ĐẦU

Kinh tế Việt Nam đang trên đà phát triển theo hướng công nghiệp hoá, hiện đại hoá Thực tế cho thấy ngày càng nhiều máy móc được sử dụng để phục vụ sản xuất và sinh hoạt, do đó cần nhiều năng lượng điện cho các hoạt động này Tuy nhiên cho đến nay, nguồn năng lượng phục vụ cho sản xuất và sinh hoạt đang thiếu trầm trọng Mặc dù chính phủ đã có nhiều phương án đối phó với thực trạng này như: xây thêm các nhà máy phát điện, tăng lượng điện nhập khẩu từ nước ngoài, mặt khác kêu gọi toàn dân tiết kiệm điện Nhưng hiện nay và trong tương lai tình trạng thiếu điện cho sản xuất và sinh hoạt vẫn là một vấn đề cấp bách

Máy phát điện sức gió được sử dụng rộng rãi ở châu Âu, châu Mỹ và rất nhiều nơi khác, nhưng chưa phát triển ở Việt nam Nước ta chủ yếu khai thác nguồn năng lượng truyền thống, chủ yếu là thủy điện và nhiệt điện Gần đây, Chính phủ đưa ra mặt trái của việc xây dựng ồ ạt các đập thuỷ điện gây biến đổi tình hình khí hậu trong nước, hạn hán vào mùa khô và lũ lụt vào mùa mưa Trong các nguồn năng lượng tái tạo để tạo thành điện năng thì năng lượng gió có nhiều

ưu điểm vì nó dễ sử dụng, rẻ tiền, có trữ lượng vô tận và thân thiện với môi trường Vì thế khai thác năng lượng gió ở nước ta là một hướng đi đúng

Máy phát điện sức gió trục đứng kết cấu nhỏ gọn phù hợp với địa hình lắp đặt ở nước ta

Việc thiết kế cánh quạt gió là công đoạn quan trọng nhất trong các công đoạn thiết kế máy phát điện sức gió, vì nó quyết định trực tiếp đến hiệu suất đạt được Cho đến nay đã có nhiều công trình khoa học nghiên cứu về thiết kế cánh turbine gió Tuy nhiên việc thiết kế biên dạng cánh và lựa chọn số cánh hợp lý nhằm nâng cao hiệu suất và hạ giá thành của máy phát điện sức gió kiểu trục đứng, phù hợp với điều kiện kinh tế và sử dụng ở nước hiện nay còn chưa có các

công trình công bố

Trang 11

data error !!! can't not

read

Trang 12

read

Trang 13

read

Trang 14

read

Trang 15

read

Trang 17

read

Trang 18

read

Trang 19

read

Trang 20

read

Trang 21

read

Trang 22

read

Trang 23

read

Trang 24

read

Trang 26

read

Trang 27

read

Định dạng
Số trang	27
Dung lượng	448,16 KB