Как да изчислим съотношението на въртящата се скорост (Tip‑Speed Ratio) за вертикална вятърна турбина (VAWT)

От изобретяването на плавателните съдове в древен Египет човечеството използва вятъра за транспорт, отдих, земеделие и производство на енергия. Вятърните турбини се развиха от ранните вятърни мелници, които смилат зърно и захранват селскостопански помпи. При вертикалната вятърна турбина (VAWT) лопатките се въртят около ос, перпендикулярна на земната повърхност, което означава, че няма нужда от ориентиране спрямо посоката на вятъра. Съотношението на въртящата се скорост – отношение между скоростта на въртене и скоростта на вятъра – е силно зависимо от дизайна на лопатките.

Необходими материали

• Калкулатор
• Лентомер

Инструкции

1. Запишете скоростта на вятъра в mph, за която искате да изчислите съотношението. Разделете стойността на 2,24, за да я превърнете в метри в секунда (м/с), и запишете резултата. Пример: 35 mph → 15,63 м/с.

2. Запишете дължината на лопатките на VAWT в фута. Ако не знаете, измерете разстоянието от центъра до върха. Разделете тази стойност на 3,28, за да получите метри, и запишете резултата. Пример: 4 фута → 1,22 м.

3. Запишете скоростта на въртене на турбината в обороти в минута (rpm). Умножете стойността по 6,2832 и разделете на 60, за да получите радиани в секунда, и запишете резултата. Пример: 500 rpm → 52,36 рад/с.

4. Умножете скоростта на въртене (рад/с) по дължината на лопатката (м) и разделете на скоростта на вятъра (м/с). Запишете полученото число – това е вашето съотношение на въртящата се скорост. Пример: 52,36 рад/с × 1,22 м ÷ 15,63 м/с = 4,09.

5. Проверете всяка стъпка от изчислението и запишете окончателния резултат – съотношението на въртящата се скорост за вашата VAWT.