Требования к опорной системе.Исходят из того, что конструкция предназначена для установки систем генерации и управления, обеспечения возможности ориентации ветроколеса нормально к направлению ветра и должна противодействовать силам, возникающим от ветроколеса и действия ветра непосредственно на башню. Усталостная прочность башни должна быть достаточно большой, чтобы выдерживать в течение 50-летнего срока службы вибрационные нагрузки в пусковых режимах и в процессе останова ВЭУ, при порывах ветра, с учетом экранирующего эффекта башни и эффекта гравитации. Жесткость башни должна быть выбрана такой, чтобы результирующая частота собственных колебаний башни не совпадала с частотами, кратными рабочей. Фундамент должен обеспечивать прочную и устойчивую основу башенной конструкции для всех условий действия нагрузок и определенных сейсмических условий.
Поворотная платформа и связанная с ней конструкция опорного подшипника, приводной механизм ориентации и защитный кожух должны передавать на башню нагрузки, развиваемые ветро-колесом и оборудованием преобразования энергии, защищать компоненты от дождя, снега, града и поражения молнией. Имеется ряд других частных требований, специфических для каждого определенного варианта ВЭУ. Наиболее важные из них касаются критериев оценки опорной конструкции, включая требования по статическим и усталостным напряжениям и жесткости. Требования по статической нагрузке установлены для трех основных случаев.
Для ураганного ветра со скоростью 54 м/с было принято, что ветроколесо фиксируется и направление ветра таково, что давление ветра действует на плоскость лопасти и на боковую часть головки.
Максимальная рабочая нагрузка определялась умножением на коэффициент нормальных рабочих нагрузок при расчетной скорости ветра (для вращающего момента ветроколеса коэффициент перегрузки равен 2,5). Приняты умеренные оценки наихудших неустановившихся нагрузок, включая динамическую реакцию всей конструкции.
Требования по усталостным напряжениям установлены для двух повторяющихся условий нагрузки. Применительно к высокочастотным вибрационным моментам втулки, существующим при нормальной работе, требования предусматривают неограниченный срок службы. При повторяющихся нагрузках, возникающих в режимах пуска и останова (они в 1,5 раза больше максимальных рабочих нагрузок в установившихся режимах), был установлен срок службы в 50 лет при пяти циклах пуска и останова в сутки. Для предотвращения резонанса от совпадения собственной частоты конструкции с частотой вращения ветроколеса, необходимо, чтобы первые гармоники изгибной и крутильной частоты собственных колебаний были по крайней мере соответственно в 1,5 и 2,5 раза больше рабочей частоты вращения ветроколеса. Необходимо избегать также гармоник, кратных нормальной рабочей частоте вращения ветроколеса.
Чтобы получить минимальную стоимость, для всех вариантов башни были использованы существующие промышленные материалы и детали, а также стандартные конструкции. Выбор материалов был ограничен конструкционной сталью и бетоном, что по существу фокусирует внимание при оценке вариантов на схеме башни и типе фундамента.
2.5 Расчет лопасти ВТУ.
Одна из важнейших задач проектирования ветротепловой установки - это расчет основных характеристик лопасти ветряного колеса: изменение ширины и углов закрутки лопасти.
Существуют следующие требования к лопасти:
- толщины, распределение хорд и углов крутки должны соответствовать графикам на рис. 2.7. (задано также распределение аэродинамических нагрузок по длине лопасти);
- масса лопасти не должна превышать 1000 кг, а центр масс для любого ее сечения должен быть расположен впереди упругих осей и центра давления;:
- должна быть обеспечена возможность изменения массы с целью балансировки каждой лопасти;
- лопасть должна быть рассчитана на нагрузку, возникающую при максимальной частоте вращения поворотной головки ВТУ при ориентации по направлению ветра, равной 0,33 об/мин;
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.