Roottori Daria

Darrieus- roottori , Darrieus- turbiini ( eng.  Darrieus - roottori ) on eräänlainen matalapaineturbiini , jonka pyörimisakseli on kohtisuorassa nestemäisen tai kaasumaisen väliaineen virtaukseen nähden. Sen ehdotti vuonna 1931 ranskalainen lentokonesuunnittelija Georges Darrieus [1] . Darrieus-roottori on löytänyt laajan sovelluksen tuulienergiassa [2] .

Laite ja toimintaperiaate

Darrieus-roottori on rakenne, joka koostuu yhdestä, kahdesta tai useammasta aerodynaamisesta siivestä, jotka on asennettu radiaalisiin palkkeihin. Vaikka Darrieus-roottorin yleinen toimintaperiaate on yleisesti tiedossa, fysikaalisista prosesseista ei ole vielä täydellistä kuvausta ja riittävää matemaattista mallia . Tämä johtuu siipien ympärillä olevan virtauksen monimutkaisesta, erittäin ei-stationaarisesta luonteesta ( Strouhal-luku ) ja suuresta Reynoldsin numerosta . Suurin ero Darrieus-roottorin ja Savonius-roottorin välillä on sen nopeus. Joten jos Savonius-roottorin siipien nopeus on lähellä tulevan virtauksen nopeutta, niin Darrieus-roottorin nopeus on 3-4 kertaa suurempi. Kohdassa [3] osoitetaan, että Darrieus-tuuligeneraattorin ominaisuus ei ole itsestään samankaltainen Reynoldsin kriteerin mukaan, ja siellä on myös alkuautorotaatiomoodi, jossa Darrieus-roottori toimii Savonius-roottorimoodissa.

Käytännössä Darrieus-roottorissa käytetään kolmea siipeä, koska pienemmällä määrällä ei ole itsestään käynnistystä ja syntyy tasapainotusongelmia . Lapojen lukumäärän kasvaessa Darrieus-roottorin nopeus laskee, kuten vaaka-aksiaalisten tuuliturbiinien tapauksessa.

Edut ja haitat

• Darier-roottorin, kuten muiden roottoreiden, toiminta ei riipu virtaussuunnasta, joten siihen perustuva turbiini ei vaadi suuntauslaitetta;
• Darrieus-roottorille on ominaista korkea nopeuskerroin pienillä virtausnopeuksilla, koska se ei vaadi suuntaamista tuuleen;
• Tuulienergian korkea käyttöaste. Daryan roottorit eivät ole huonompia, ja joissakin tapauksissa jopa ylittävät tuuliturbiinien vaaka-aksiaaliset rakenteet [4] ;
• Vähentynyt melu käytön aikana, toisin kuin vaaka-aksiaaliset tuuliturbiinit. Tämä johtuu Darrieus-roottorin nopeudesta johtuvasta lähes tasaisesta virtauksesta siipien ympärillä;
• Suhteellinen valmistuksen helppous (potkurin profiili muuttuu jatkuvasti pituudella) - siipiprofiileille, joissa on suora reuna;
• Tuuliturbiinin pyörimisakseli on sama kuin tukimaston akseli.

• Magnus-ilmiöön liittyvät merkittävät maston kuormitukset ;
• Suurin osa pyörivän mekanismin massasta on kehällä, toisin kuin vaaka-akselisissa tuuliturbiineissa.
• Riittävän matemaattisen mallin puute, mikä vaikeuttaa Darrieus-roottorin suunnittelua;
• Tuulivoimaloiden pitkä takaisinmaksuaika , joka ei salli valmistajien siirtyä Darrieus-roottorin käyttöön vaaka-akselisista tuuliturbiineista.

Muistiinpanot

1. ↑ Turbiini, jonka pyörivä akseli on poikittain virran  virtaan nähden . freepatentsonline.com. - Patentti Darialle vuodelta 1931. Haettu 28. toukokuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 29. toukokuuta 2013.
2. ↑ Twydell J., Weir A. Tuulienergia // Uusiutuvat energialähteet. — M .: Energoatomizdat, 1990. — 393 s. - ISBN 5-283-02469-5 .
3. ↑ A.S. Negrash. Pystysuuntaisen pyörimisakselin tuuliturbiinien aerodynaamisten ominaisuuksien laskentamenetelmän tutkimus ja kehittäminen (väitöskirja) C. 246. M. (1987). Haettu 2. heinäkuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 19. elokuuta 2016. (määrätön)
4. ↑ D.N. Gorelov. Darrieus-roottorin energiaominaisuudet (katsaus)  // Termofysiikka ja aeromekaniikka. - Venäjän tiedeakatemian Siperian sivuliikkeen kustantamo, 2010. - T. 3 . - S. 325-333 . Arkistoitu alkuperäisestä 21. marraskuuta 2015. (Venäjän kieli)

Kirjallisuus

• Twydell J., Weir A. Tuulienergia // Renewable energy resources = Renewable energy resources. — M .: Energoatomizdat, 1990. — 393 s. - ISBN 5-283-02469-5 .