Расчет основных параметров ветротепловой установки (Глава 2 магистерской работы), страница 12

Для коэффициента подъемной силы , полученного в опыте при угле атаки δ' и отношении L/d,  значения ζ_ω и δ (в градусах)    (соответствующие =) получаются из формул:

ζ_ω = ζ_ω '-;

δ = δ' - . 

Рис. 2.9  Поляры профилей приведенных на рис. 2.10.

Рис. 2.10 Формы профилей характеристики которых приведены            на рис. 2.9

На рис. 2.9 даны кривые пересчитанных значений ζ_a и ζ_ω для некоторых форм профилей, которые показаны на рис. 2.10. Эти дан­ные были взяты из опубликованных работ Аэродинамического иссле­довательского института в Геттингене . Проанализировав все выше перечисленное, выбираем профиль номер 384. Размер профиля дан в табл. 2.1 в виде процентов от длины L.

Таблица 2.1

x	0	1.25	2.5	5.0	7.5	10	15	20
y0	4.15	7.25	8.95	11.45	13.40	14.95	17.15	18.55
yu	4.15	2.25	1.55	1.10	0.80	0.85	0.30	0.15
x	30	40	50	60	70	80	90	100
y0	19.70	19.15	17.55	14.95	11.80	8.05	4.15	0.00
yu	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00	0.00

Согласно рис. 2.11, у₀, у_uозначают ординаты верхней и ниж­ней стороны профиля относительно оси абсцисс х.

Рис. 2.11  Пояснение условных обозначений.

Соответствующая  исходная осевая линия показана на обводах профилей на рис. 2.11. У этих профилей она одновременно совпадает с линией отсчета для угла атаки δ. Кривые на рис. 2.9 называются «полярами», потому что радиус-вектор каждой точки дает коэффициент ζ, нанесенный как результирующая сила крыла; наклон радиуса-вектора этой поляры относительно оси ζ_а

            

называют «коэффициентом скольжения» (потому что он характери­зует угол или наклон траектории полета при планировании крыла). Профиль получается тем лучше, чем меньше этот коэффициент, т. е. чем круче этот радиус-вектор.

Поэтому лучший к. п. д. (лучшее «качество») соответствует точке касания касательной; проведенной из начала координат к поляре. Вследствие малой величины λ имеем:

Для профиля, изображенного на рис. 2.9 и 2.10, и упомянутого в табл. 2.1, угол атаки δ дан на рис. 2.10 в зависимости от соответ­ствующего коэффициента подъемной силы ζ_а. Здесь (на рис. 2.12) точки лучших значений «качества» отмечены кружками. Заслужи­вает внимания прямолинейность и почти параллельность большин­ства  характеристик.

Рис. 2.12. Коэффициенты подъемной' силы ζ_а в зависимости от угла атаки для профилей, изображенных на рис. 2.10. Круж­ками обозначены точки максимального качества.

Следовательно, при проектировании лопрасти ветряного колеса можно использовать для всех или почти для всех сечений один и тот же исходный про­филь, причем он утолщается у втулки и делается тоньше к вершине. Нецелесообразно использовать относительную толщину d/Lили y_max/L более 0,20.

Приведенные выше формулы показывают, что небольшая нагрузка на площадь, следовательно низкое значение коэффициента ζ_a, может быть достигнута с помощью слабой кривизны и небольшой толщины (небольшая нагрузка на площадь может оказаться желательной для водяных насосов в связи с опасностью кавитации, у воздухо­дувных машин — учитывая близость к звуковой скорости).

При профилировании лопаток играет роль прочность материала,, поскольку одинакового коэффициента ζ_а можно достигнуть при большей прочности благодаря меньшей толщине стенок y_mах или dи тем самым можно получить более удовлетворительные характери­стики

Выбор любой формы профиля. Если взять исход­ным направлением для определения угла атаки направление потока, соответствующее нулевой подъемной силе, и обозначить полученный таким образом угол атаки δ₀, то коэффициент подъемной силы для тонкого профиля любой формы при отсутствии трения будет соста­влять