Environmental Engineering Reference
In-Depth Information
Abb. 6.40
Die Abhängigkei-
ten des Autriebbeiwerts
c
A
und des Widerstandbeiwerts
c
W
von dem Anstellwinkel
γ
des Flügelblatts gegen die Lut-
strömung bei einer gegebenen
Flügelform
c
A
o
1.5
o
12
18
o
1.0
6
Anstellwinkel
o
0
0.5
o
c
−6
W
0
0.1
0.2
o
−12
−0.5
aufdemFlügelvonderRotorachseistunddiesenkrechtgerichtetistzurWindgeschwindig-
Abbildung zeigt auch die Kratkomponenten
F
A,l
und
F
W,l
,welchefürdieRotationdes
Rotors um seine Achse allein verantwortlich sind. Die dazu senkrechten Kratkomponen-
ten müssen von dem Lager des Rotors und dem Turm der Windkratanlage aufgenommen
werden. Diese müssen entsprechend belastbar ausgeführt sein.
Aus der Abb.
6.41
ergibt sich für die wirksamen Kratkomponenten
F
A,l
=
F
A
cos
α
W,l
=−
F
W
sin
α
,
(6.104)
wobei der Winkel
α
definiert ist durch tan
α
=
v
l
/
v
=(
ω
/
v
)
l
und sich daher mit dem
Abstand
l
verändert. Und zwar ist für
l
=
die Geschwindigkeitskomponente
v
l
=
und
daher
α
=
. Auf der anderen Seite ist für
l
=
r
dieGeschwindigkeitskomponente
v
l
=
v
U
≫
v
und daher
α
≈
°. Die gesamte Krat auf den Drehflügel in Drehrichtung ist gegeben
durch
ρ
m
v
A
F
l
=(
c
A
cos
α
−
c
W
sin
α
)
(6.105)
a
b
F
A
F
A,l
v
l
−
v
F
W,l
F
W
Abb. 6.41
a
Die Geschwindigkeitskomponenten des Winds und die Komponenten der durch ihn
erzeugten Drehkräte auf einen Rotor in dem System, in dem der Rotor ruht. Der Index A kenn-
zeichnet die Autriebskräte, der Index W die Widerstandskräte. Die Komponente
F
A,l
verstärkt die
Rotation, die Komponente
F
W,l
behindert die Rotation, denn sie ist entgegengesetzt gerichtet.
b
Das
optimale Profil eines rotierenden Flügels. Die gezeigten Flügelquerschnitte ergeben sich, wenn man
auf den Flügel von rechts schaut und der Wind von vorne auf den Flügel bläst