- •Расчет оптимального коэффициента торможения потока
- •Расчет на прочность лопасти ветроколеса
- •4.1. Исходные данные расчета на прочность лопасти
- •4.2. Центробежная сила, действующая на лопасть при предельно допустимой скорости ветра
- •4.3. Момент, создаваемый аэродинамической силой
- •4.4. Момент, создаваемый распределенными центробежными силами, действующими на лопасть при предельно допустимой скорости ветра
- •4.5. Суммарный момент, действующий на лопасть при предельно допустимой скорости ветра
- •4.6. Выбор диаметра трубы маха
4.5. Суммарный момент, действующий на лопасть при предельно допустимой скорости ветра
4.6. Выбор диаметра трубы маха
Если мах лопасти представляет собой трубу, то в соответствии с формулами (3.58) — (3.60) определяем наружный диаметр трубы маха.
Вначале задаемся запасом прочности nпр = 1,8
Принимаем сталь легированную хромистую марки 20Х, у которой [σmax] = 800 МПа.
Задаемся числом α: α = 0,8
Тогда по (3.60)
По формуле (3.58) вычисляем наружный диаметр трубы маха:
Сравним его с максимальной толщиной корневого сечения
Определяем толщину стенок
4.7. Напряжения на отрыв лопасти от центробежной силы
4.7.1. Площадь сечения трубы маха лопасти
Рассчитываем площадь сечения трубы маха лопасти:
4.7.2. Напряжения на отрыв
По формуле (3.8) находим
4.8. Напряжения от изгибающего момента в опасном сечении
4.8.1. Момент сопротивления изгибу сечения трубы маха
По (3.56) определяем
4.8.2. Напряжение от изгибающего момента
Определяем изгибающий момент:
4.9. Суммарное напряжение в опасном сечении лопасти
Суммарное напряжение в опасном сечении лопасти, МПа, определяем как сумму напряжений от изгиба и отрыва, т. е.
4.10. Сравнение суммарного напряжения в опасном сечении с предельно допустимым
Посчитано, что для скорости ветра V = 18 м/с σсум = 338,79 МПа. С другой стороны, известно предельно допустимое напряжение для выбранного материала трубы маха — [σmax] =800 МПа. Таким образом, вычисляем запас прочности маха:
Вывод: при предельно допустимой скорости ветра V = 18 м/с данная конструкция лопасти напряжение выдержит.