Конструктивно-функциональная оптимизация винтовых вертикальных роторов с целью повышения эффективности преобразования энергии ветра
|
СтатусДиссертация была зашищена 26 мая 2022Утверждена Национальным Советом 30 сентября 2022 Автореферат – 1.32 Mb / на румынскомДиссертацияCZU 621.833.6
|
Ключевые слова
Ветротурбина с вертикальной осью вращения; вертикальный ротор; винтовые лопасти; прямые лопасти; аэродинамический профиль; лопасти типа J; открытие на задней кромке лопасти; соотношение высота/диаметр; лопасти в виде полуцилиндров; CFD, эффективность; экономика замкнутого цикла; пластиковые лопасти; ПЭВПАннотация
Содержание диссертации: работа состоит из введения, четырех основных глав, выводов и рекомендаций, библиографию из 152 источников, 15 приложений, 144 страниц основного текста, включая 136 рисунков и 17 таблиц. Результаты диссертации опубликованы в 1 монографии, 8 научных статьях, 3 из которых без соавторов, защищены 2 патентами и подана 1 заявка на патент.
Цели диссертации: повышение эффективности конверсии винтовых ветровых роторов с вертикальной осью вращения за счет оптимизации геометрических параметров.
Задачи исследования: исследование аэродинамических профилей рекомендуемых для лопастей ветряных турбин с вертикальной осью вращения; определение степени влияния винтового угла лопасти на производительность ветряного ротора; исследование влияния лопастей типа J на эффективность конверсии ветровой энергии; определение оптимального соотношения высота/диаметр ротора с вертикальной осью; CFD-исследование аэродинамических эффектов, возникающих на поверхности лопастей; идентификация материалов и разработка способов производства лопастей ветряных турбин с учетом принципов экономики замкнутого цикла; разработка алгоритма проектирования ветряных турбин с вертикальной осью.
Научная новизна и оригинальность заключается в: экспериментальном подтверждении потенциала лопастей с асимметричным аэродинамическим профилем, в частности, FX 63-137, а также лопастей с открытием на задней кромке (типа J); определение взаимозависимости между винтовым углом и выбранным профилем лопасти, которое предполагает что не для всех профилей винтовая форма будет вносить значительный вклад на повышение производительности ветряного ротора по сравнению с прямыми лопастями; установление оптимального соотношения высота/диаметр, необходимо на стадии проектирования роторов с вертикальной осью вращения; патентованные технические решения; разработка алгоритма проектирования ветряных роторов с вертикальной осью вращения.
Решение важной научной проблемы заключается в научном обосновании конструктивных параметров турбин с вертикальной осью, что привело к разработке прикладных рекомендаций, необходимых на этапе проектирования и изготовления ветротурбин малой мощности, для обеспечения более высокой эффективности преобразования энергии ветра. Теоретическая значимость: разработка компьютерной модели проектирования и компьютерного инженерного анализа ротора с вертикальной осью; CFD-анализ аэродинамических профилей; разработка алгоритма проектирования ветровых роторов.
Практическая ценность: в диссертационной работе даются практические рекомендации, необходимые на стадии конструктивного проектирования ветряных роторов с вертикальной осью, в частности, использование асимметричного профиля FX 63-137 ориентированного вогнутой стороной наружу, использование лопастей с отверстием на задней кромке лопасти для повышения эффективности преобразования энергии ветра. В случае выбора винтовых лопастей, рекомендуется определить аэродинамический профиль для которого эта форма имеет повышенную эффективность.
Внедрение научных результатов: Результаты исследований были использованы в учебном процессе на втором цикле (мастерат). Разработан учебник и стенд для лабораторных работ, который позволяет студентам исследовать влияние ряда конструктивных параметров роторов на эффективность преобразования энергии ветра с использованием аэродинамического туннеля из лаборатории аэродинамики.
Официальные оппоненты
Члены Ученого Совета
- Viorel Bostan, председатель
доктор хабилитат, профессор, Технический Университет Молдовы - Nicolae Trifan, секретарь
доктор, доцент - Valeriu Dulgheru, член
доктор хабилитат, профессор, Технический Университет Молдовы - Grigore Marian, член
доктор хабилитат, профессор, Государственный аграрный университет Молдовы - Mihai Tîrşu, член
доктор, доцент, Институт энергетики АНМ
Диссертации
