CC BY
38
УДК 620.91
Н.С. Дружинин, Е.И. Кончаков, А.Г. Талалай
ДРУЖИНИН Николай Сергеевич - аспирант кафедры судовой энергетики и автоматики Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток), КОНЧАКОВ Евгений Иванович - доктор технических наук, профессор кафедры судовой энергетики и автоматики Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: [email protected], ТАЛАЛАЙ Алексей Геннадьевич - аспирант кафедры судовой энергетики и автоматики Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). © Дружинин Н.С., Кончаков Е.И. Талалай А.Г., 2012
Измерение скорости ветра в межлопаточном канале
Представлены результаты аэродинамического эксперимента измерения скорости ветра в неподвижном направляющем межлопаточном пространстве ветроустановки с использованием дифференциального манометра и анемометров.
Ключевые слова: межлопаточный канал, скорость ветра, дифференциальный манометр, анемометр.
Wind speed in the interscapular channel. Nikolay S. Druzhinin, Yevgeny I. Konchakov, Alex G. Talalay - School of Engineering (Far Eastern Federal University. Vladivostok).
The results of the aerodynamic experiment measuring the wind speed in the fixed guide interscapulum wind
turbines. By using a differential pressure gauge and anemometers.
Key words: interscapular channel, wind speed, differential pressure gauge, anemometer.
Для судовой энергетики одним из наиболее доступных среди возобновляемых источников энергии является энергия ветра. Ее использование на судах обеспечивает им целый ряд достоинств: экономических (повышение рентабельности морских транспортных перевозок), экологических (снижение вредного воздействия на окружающую среду), ресурсных (экономия дефицитного жидкого топлива) и социальных (улучшение обитаемости судов за счет уменьшения шума, вибрации, гари и т.п.).
Главной задачей судовой ветроэнергетики на сегодняшний день является разработка более эффективных (конкурентоспособных) конструкций и способов преобразования энергии ветра.
Трудность разработки ВЭУ (ветроэнергетической установки) заключается в следующем: она должна надежно работать при малых и ураганных ветрах, т.е. при постоянно изменяющихся условиях. Особое значение имеют материалы, из которых изготавливаются ВЭУ. Так, на установках различного типа рабочие лопатки изготовлены из гибких материалов.
В описываемой нами ВЭУ гибкие лопатки (ГЛ) использованы в направляющем аппарате. Конструктивно выбор гибкой неподвижной направляющей лопатки обусловлен способностью гибких конструкций изменять свою геометрию при различных условиях. А именно - при различных направлениях и скоростях ветра в широком диапазоне температур.
Цель статьи - исследование (с помощью дифференциального манометра и анемометров) параметров потока воздуха в неподвижном направляющем аппарате ветроустановки.
Принцип работы ГЛ: при малых скоростях ветра входная кромка лопатки сохраняет свою форму, обеспечивая наибольший «захват» ветра, а при увеличении скорости больше расчетной, за счет давления ветра кромка отгибается, и расход ветра через ВЭУ уменьшается, что уменьшает нагрузку на ротор.
Измерение скорости ветра. Размеры межлопаточного канала ВУ позволяют разместить в нем анемометры лопастного типа. На Г-образном кронштейне, что помещается в межлопаточном канале, устанавливается два анемометра типа АК 836, которые позволяют выполнять практически мгновенное измерение скорости ветра, один - в начале межлопаточного канала, второй - в его конце. Это позволяет одновременно измерить параметры потока, движущегося в канале, что дает возможность определить мгновенные значения скорости ветра. Это очень важно, так как скорость ветра может изменяться произвольно, но необходимо знать ее истинное значение в начале и в конце одновременно. Используемые приборы позволяют фиксировать максимальное и среднее значение скорости ветра во время измерения.
Кроме скорости необходимо измерить давление, которое в канале также изменяется. Для этого имеется трубка, один ее конец размещен около входного, другой - около выходного анемометра, причем срезы трубок параллельны потоку ветра. Средняя часть трубки изогнута в виде буквы и и заполнена подкрашенной
жидкостью. Таким образом, трубка играет роль дифференциального манометра и позволяет измерять перепад давления между точками, расположенными у концов канала. Между ^образными элементами трубки расположена линейка с ценой деления 1 мм.
Для определения направления и скорости ветра во время измерения его параметров в межлопаточном канале кроме этих трех приборов использовались третий анемометр типа AR1816 и компас. Поток ветра входит в межлопаточные каналы ВУ по-разному, что определяется различными условиями ориентирования каждого канала на ветер. Кроме того, на верхнем и нижнем концах канала ветер может отклоняться от горизонтального направления из-за того, что сталкивается со стенками канала.
В результате выполнения комплекса измерений можно увидеть области, в которых имеются потери в виде завихрений и т.д. и, изменяя геометрию лопаток, добиться повышения эффективности ВУ.
Измерения проводились на экспериментальной установке мощность 1 кВт, установленной в г. Владивостоке в районе ул. Нейбута 15 июня 2011 г. Скорость ветра изменялась от 0 до 3,5м/с, направление юго-восток. Результаты измерений представлены в виде графика. При этом измерения проводились в межлопаточном канале, ориентированном на юго-восток, измерительный комплекс перемещается по высоте канала. По оси абцисс отложена высота лопаток, по оси ординат - скорость ветра. Верхняя кривая снята на выходе из канала, а нижняя - на входе в него (см. график).
Во всех измерениях скорость, которую показывал анемометр, установленный на входе в канал, была меньше скорости, зафиксированной анемометром, установленном на выходе. Таким образом, мы установили, что в межлопаточном канале происходит существенное ускорение скорости ветра.
Распределение скорости ветра по высоте канала
X
УДК 626.422.3 Л.В. Ким
КИМ Лев Владимирович - кандидат технических наук, доцент кафедры гидротехники, теории зданий и сооружений Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). E-mail: [email protected] © Ким Л.В., 2012
Проект батопорта сухого дока верфи «Звезда-DSME»
Рассмотрены особенности эксплуатации прибрежных и шельфовых сооружений на побережье дальневосточных морей. Показана роль Дальневосточного федерального университета в реализации Морской стратегии России, в частности в проектировании батопорта для сухого дока судоверфи «Звезда-DSME», описана его конструкция и особенности расчетов.
Ключевые слова: сухой док, батопорт, надежность, устойчивость, компьютерное моделирование.
Design of gate of dry dock of shipyard "Zvezda-DSME". Lev V. Kim - School of Engineerieng (Far Eastern Federal University, Vladivostok).
The features of operation of coastal and offshore structures on Far Eastern sea coast are considered. The participation of Far Eastern Federal University is described in realization of Marine strategy of RF. An example of FEFU staff in designing of dry dock of Shipyard "Zvezda-DSME" is given including dock gate analysis. The design of dock gate is presented and also the analysis features which was made by design groups of FEFU. Key words: dry dock, dock gate, reliability, stability, computer modeling.
