Qblade tutorial partea 2 : calcul performante profil aerodinamic

In functie de profilul aerodinamic (airfoil) ales se calculeaza coeficientii de lift, drag si moment. Aceastia depind de unghiul facut de profil cu directia curentului de aer (alfa=unghi de atac AoA)  si numarul lui Reynolds

coeficienti profil aerodinamic

Pentru turbinele eoliene verticale VAWT de dimensiuni reduse  calculul RE se face conform formulei :

RE_VAWTCalcul RE pentru un profil aerodinamic
Pentru a calcula valoarea coeficientilor Qblade foloseste doua module :
1.  calcul coeficientilor aerodinamici  atunci cand unghiul AoA variaza intre -5….+25 grade
2.  calcul coeficientilor aerodinamici   atunci cand unghiul AoA variaza intre 0….360 grade (caz regasit in functionarea VAWT) extrapoland valorile calculate la punctul 1.

performanta airfoil

Qblade tutorial partea 1 : import airfoil

Qblade  este un software excelent pentru proiectarea turbinelor eoliene verticale VAWT. Primul pas in proiectarea unei turbine VAWT este definirea profilului aerodinamic al palei.

PROFIL AERODINAMIC

Softul contine un modul pentru definirea profilelor aerodinamice NACA. (ex: NACA0021). Secventa de comenzi este : VAWT Mode > Airfoil Design > Foil Naca Foils > campul „4 or 5 digits” se  completeaza cu „21” > OK

Pentru folosirea altor familii de profile aerodinamice se poate folosi airfoiltools pentru generarea de coordonate si importarea acestora in Qblade (ex:DU 06-W-200 ) Secventa de comenzi este : Se alege profilul aerodinamic din airfoiltools > se creaza un fisier cu ajutorul notepad care contine coordonatele copiate din airfoiltools  si se salveaza cu extensia „.dat” > Foil > Import Foil se alege fisierul generat cu notepad > OK

O colectie  de peste 1000 de profile aerodinamice in format „.dat” (Selig format dat file) care pot fi importate direct in Qblade :  profile_aerodinamice

Qblade_airfoil

FEMM

Introducere in  Finite Element Method Magnetics FEMM

Daca vreti sa calculati valoare fluxului magnetic pentru un generator axial o solutie foarte buna este programul de analiza cu element finit.

Programul se descarca de aici : Download si scriptul  necesar pentru analiza : generator-2-discuri

FEMM ; Nu trebuie decat sa urmati pasii urmatori :

femm

Daca ajungeti pana aici va recomand un script mult mai complex a lui Florin Tanasa

vawt, lenz2, c-rotor, darrieus, h-rotor, energie, eoliene, verticala, generator, altenator, turbina, dimensionare, energie, verde, ax, eoliana,eoliana orizontala, Magneti Permanenti, Neodym, ferita, hawt,Turbine Eoliene, Anemometre, Turbine Eoliene cu Ax Orizontal, Turbine Eoliene cu Ax Vertical

Alegerea profilului aerodinamic optim pentru performanta maxima

Profil aerodinamic : pentru calcule se va folosi o turbina cu diametrul de 1m, si inaltimea de 0,7 m
La aceasta turbina se vor modifica pe rand urmatorii parametri :

soliditatea de la 0.05 la 0.38
AOA de la -4° la +4°
TSR de la 0,8 la 5

Profil aerodinamic calcul : rezultatele vor furniza valorile soliditatii,AOA si TSR unde se atinge randamentul maxim al turbinei pentru profilul aerodinamic ales in urma analizei unei matrici de  1250 de variante constructive

Pasii care trebuie parcursi sunt urmatorii :

  1. Se instaleaza programul JavaFoil
    http://www.mh-aerotools.de/airfoils/java/javafoilinstaller.msi
  2. Se creaza profilul in JavaFoil

profil aerodinamic javafoil_airfoil

 

  1. Se ruleaza analiza „360” care va furniza coeficientiil „lift” si „drag”

profil aerodinamic javafoil_360

 

Setati valorile exact ca in imagime si apasati butonul „Analyze It!” pentru calculul coeficientilor.  Apasati butonul „Copy(Text)” pentru a prelua rezultatele.

  1.  Se ruleaza Darrieus-VAWT-simulator dupa care cu functia „paste” se introduc valorile si cu functia „cut” se sterg datele din header . Calculul va dura foarte mult deoarece se vor calcula 1250 de variante (turbine) si se vor alege solutiile pentru care parametri soliditate, tsr si AOA  dau maximul de randament „cp”

simulare profil aerodinamic

 

  1. Rezultatele se interpreteaza astfel :

chord 0.05 Solidity 0.1 TIP:Cpmax 2.7 :0.476 AoA 1

o turbina cu soliditata de 0.1 cu unghiul de atac AOA de 1 are randamentul de 0.476 pentru  profilul aerodinamic ales NACA 2419

  1.  Rezultate de simulari

profil aerodinamic

Cele mai bune rezultate in urma simularilor facute  au fost obtinute cu profilele  naca2419 , naca2222, naca0022 .

sursa : windgen.org discussion 

va