수직 축 풍력 터빈

Darrieus 터빈에서 작용하는 힘과 속도는 그림 1 에 묘사되어 있습니다. 결과 속도 벡터,W→{\displaystyle{\vec{W}}}

은 vectorial 합의 평온한 업스트림 공기 속도,U→{\displaystyle{\vec{U}}}

, 과 속도 벡터의 발전에 블레이드−ω→×R→{\displaystyle-{\vec{\오메가}}\회{\vec{R}}}

.

W→=U→+(−ω→×R→){\displaystyle{\vec{W}}={\vec{U}}+\left(-{\vec{\오메가}}\회{\vec{R}}\right)}

이렇게 다가오는 유체 속도까지 다양하는 동안 각 주기입니다. 최대 속도 발견한 θ=0∘{\displaystyle\타=0{}^{\circ}}

고 최소 찾을 위한 θ=180∘{\displaystyle\타=180{}^{\circ}}

,어디 θ{\displaystyle\타}

은 방위 또는 궤도 블레이드 위치입니다. 각도의 공격,α{\displaystyle\alpha}

는 사이의 각도가 다가오는 공기 속도,W,그리고 블레이드의 코드입니다. 결과 공기 흐름을 만들이 다양한 긍정적 각도의 공격에 블레이드 업스트림 영역의 기기로 전환시에서 다운스트림 영역의 기계입니다.

첨부 된 그림에서 볼 수 있듯이 각속도의 기하학적 고려 사항에서 다음과 같습니다:

V t=R ω+U cos⁡(θ){\displaystyle V_{t}=R\omega+U\cos(\theta)}

고:

V n=U 죄⁡(θ){\displaystyle V_{n}=U\sin(\theta)}

해결을 위해 상대 속도로 결과의 접선하고 정상적인 구성 요소를 수익률:

W=V t2+V n2{\displaystyle W={\sqrt{V_{t}^{2}+V_{n}^{2}}}}

따라서,결합으로 정의는 끝을 위한 속도 비율 λ=(ω R)/U{\displaystyle\lambda=(\omega R)/U}

수익률은 다음과 같은 표현한 결과 속도:

W=U1+2λ cos⁡θ+λ2{\displaystyle W=U{\sqrt{1+2\lambda\cos\타+\lambda^{2}}}}

각도의 공격을 해결으로.

α=tan−1⁡(V n V t){\displaystyle\alpha=\탄^{-1}\left({\frac{V_{n}}{V_{t}}}\right)}

를 대체할 때에는 위의 수익률:

α=tan−1⁡(sin⁡θ cos⁡θ+λ){\displaystyle\alpha=\탄^{-1}\left({\frac{\죄\타}{\cos\타+\lambda}}\right)}

결과 공기역학적 힘은 해결 중 하나로 상승(L)-드래그(D)구성 요소 또는 일반(N)-접선(T)구성 요소입니다. 힘으로 간주에 작용하는 쿼터 코드점,그리고 투구하는 순간이 결정된 해결하는 공기역학적 힘입니다. 항공 측면”그리고”””드래그를 참조군에 걸쳐(로비)및 따라(드래그)접근 net 상대적인 상승기류가 발생하게 됩니다. Tangential force 역할을 따라 블레이드의 속도,당 블레이드의 주위에,그리고 정상적인 힘의 행동 반경 방향으로 밀어에 대한 샤프트베어링입니다. 리프트와 항력은 동적 스톨,경계층 등과 같은 블레이드 주변의 공기 역학적 힘을 다룰 때 유용합니다.;글로벌 성능,피로 부하 등을 다룰 때.,일반 접선 프레임을 갖는 것이 더 편리합니다. 리프트 및 드래그 계수는 일반적으로 표준으로 동적의 압력이 상대적인 공기는 동안,정상 및 접선 계수는 일반적으로 표준으로 동적의 압력이 방해받지 않고 유체 업스트림 속도합니다.

C L=F L1/2ρ W2;C D=D1/2ρ W2;C T=1/2ρ U2R;C N N=1/2ρ U2{\displaystyle C{L}={\frac{f_ 부드러 다{L}}{{1}/{2}\;\rho AW^{2}}}{\text{}};{\text{}}C{D}={\frac{D}{{1}/{2}\;\rho AW^{2}}}{\text{}};{\text{}}C{T}={\frac{T}{{1}/{2}\;\rho AU^{2}R}}{\text{}};{\text{}}C{N}={\frac{N}{{1}/{2}\;\rho AU^{2}}}}

A=블레이드 지역(혼동하지 않습과 함께 휩쓸 영역은 동일한 높이 블레이드의/회전자 시간을 로터 직경),R=Radius 의 터빈

의 양력,P,에 의해 흡수될 수 있는 바람 터빈:

P=1 2C p ρ A ν3{\displaystyle P={\frac{1}{2}}C_{p}\rho\nu^{3}}