Método para la reducción de cargas y vibraciones en aeronaves con hélices multipala con un número par de palas. Aerogenerador con disposición vertical de palas de rotor

Hemos desarrollado un diseño de un aerogenerador con un eje de rotación vertical. A continuación se muestra una guía detallada para su fabricación, leyendo atentamente cuál, usted mismo puede hacer un generador de viento vertical.
El aerogenerador resultó ser bastante confiable, con bajos costos de mantenimiento, económico y fácil de fabricar. No es necesario seguir la lista de detalles a continuación, puede hacer algunos ajustes por su cuenta, mejorar algo, usar los suyos propios, porque. No en todas partes puede encontrar exactamente lo que está en la lista. Intentamos utilizar piezas baratas y de alta calidad.

Materiales y equipos usados:

Nombre Cantidad Nota
Lista de piezas y materiales usados ​​para el rotor:
Chapa precortada 1 Corte de acero de 1/4" de espesor mediante corte por chorro de agua, láser, etc.
Hub del coche (Hub) 1 Debe contener 4 agujeros, alrededor de 4 pulgadas de diámetro
Imán de neodimio de 2" x 1" x 1/2" 26 Muy frágil, es mejor pedir adicionalmente
Perno de 1/2"-13tpi x 3" 1 TPI - número de hilos por pulgada
tuerca de 1/2" 16
arandela de 1/2" 16
cultivador de 1/2" 16
Tuerca ciega de 1/2".-13tpi 16
arandela de 1" 4 Para mantener el espacio entre los rotores
Lista de piezas y materiales usados ​​para la turbina:
Tubería galvanizada de 3" x 60" 6
Plástico ABS 3/8" (1,2x1,2m) 1
Imanes de equilibrio Si es necesario Si las aspas no están equilibradas, entonces los imanes están unidos al equilibrio.
tornillo de 1/4" 48
arandela de 1/4" 48
cultivador de 1/4" 48
tuerca de 1/4" 48
Esquinas de 2" x 5/8" 24
esquinas de 1" 12 (opcional) Si las cuchillas no mantienen su forma, puede agregar más. esquinas
tornillos, tuercas, arandelas y ranuras para ángulo de 1" 12 (opcional)
Lista de piezas y materiales usados ​​para el estator:
Epoxi con endurecedor 2 litros
tornillo de 1/4" st. 3
arandela de 1/4" 3
Tuerca de 1/4" inox. 3
punta de anillo de 1/4" 3 Para correo electrónico conexiones
1/2"-13tpi x 3" st. 1 acero inoxidable el acero no es un ferromagneto, por lo que no "frenará" el rotor
tuerca de 1/2" 6
fibra de vidrio Si es necesario
Esmalte de 0,51 mm. el alambre 24 AWG
Lista de piezas y materiales usados ​​para la instalación:
Perno de 1/4" x 3/4" 6
Brida de tubería de 1-1/4" 1
Tubo galvanizado 1-1/4" L-18" 1
Herramientas y equipo:
Perno de 1/2"-13tpi x 36" 2 Utilizado para jacking
Perno de 1/2" 8
Anemómetro Si es necesario
hoja de aluminio de 1" 1 Para hacer espaciadores si es necesario
pintura verde 1 Para pintar soportes de plástico. El color no es importante
Bola de pintura azul. 1 Para pintar el rotor y otras partes. El color no es importante
multímetro 1
Soldador y soldadura 1
Perforar 1
Sierra 1
Kern 1
Mascarilla 1
Gafas de protección 1
Guantes 1

Los aerogeneradores con eje de rotación vertical no son tan eficientes como sus contrapartes horizontales, sin embargo, los aerogeneradores verticales son menos exigentes en su sitio de instalación.

fabricación de turbinas

1. Elemento de conexión: diseñado para conectar el rotor a las palas de la turbina eólica.
2. El diseño de las cuchillas: dos triángulos equiláteros opuestos. Según este dibujo, será más fácil disponer las esquinas de las palas.

Si no estás seguro de algo, las plantillas de cartón te ayudarán a evitar errores y más alteraciones.

La secuencia de pasos para fabricar una turbina:

  1. Fabricación de los soportes inferior y superior (bases) de las palas. Marque y use una sierra de vaivén para cortar un círculo de plástico ABS. Luego, enciérralo y corta el segundo soporte. Deberías obtener dos círculos absolutamente idénticos.
  2. En el centro de un soporte, corte un agujero de 30 cm de diámetro, que será el soporte superior de las cuchillas.
  3. Tome el buje (buje del automóvil) y marque y taladre cuatro agujeros en el soporte inferior para sujetar el buje.
  4. Realice una plantilla para la ubicación de las aspas (fig. arriba) y marque en el soporte inferior los puntos de unión de las esquinas que conectarán el soporte y las aspas.
  5. Apila las cuchillas, átalas bien y córtalas a la longitud deseada. En este diseño, las aspas miden 116 cm de largo, cuanto más largas son las aspas, más energía eólica reciben, pero la desventaja es la inestabilidad con vientos fuertes.
  6. Marque las cuchillas para unir las esquinas. Perfore y luego taladre agujeros en ellos.
  7. Usando el patrón de paletas que se muestra en la imagen de arriba, sujete las paletas al soporte con los soportes.

fabricación de rotores

La secuencia de acciones para la fabricación del rotor:

  1. Coloque las dos bases del rotor una encima de la otra, alinee los orificios y haga una pequeña marca en los lados con una lima o un marcador. En el futuro, esto ayudará a orientarlos correctamente entre sí.
  2. Haz dos plantillas de colocación de imanes de papel y pégalas a las bases.
  3. Marque la polaridad de todos los imanes con un marcador. Como "probador de polaridad", puede usar un pequeño imán envuelto en un trapo o cinta aislante. Al pasarlo sobre un gran imán, se verá claramente si es repelido o atraído.
  4. Prepare resina epoxi (agregándole endurecedor). Y aplíquelo uniformemente en la parte inferior del imán.
  5. Con mucho cuidado, lleve el imán hasta el borde de la base del rotor y muévalo a su posición. Si el imán se instala encima del rotor, la alta potencia del imán puede magnetizarlo bruscamente y romperlo. Y nunca meta sus dedos u otras partes del cuerpo entre dos imanes o un imán y una plancha. ¡Los imanes de neodimio son muy potentes!
  6. Continúe pegando los imanes al rotor (no olvide lubricar con epoxi), alternando sus polos. Si los imanes se mueven bajo la influencia de la fuerza magnética, utilice un trozo de madera y colóquelo entre ellos para asegurarse.
  7. Después de terminar un rotor, pase al segundo. Usando la marca que hiciste anteriormente, coloca los imanes exactamente opuestos al primer rotor, pero con una polaridad diferente.
  8. Coloque los rotores lejos uno del otro (para que no se magneticen, de lo contrario no lo sacará más tarde).

La fabricación de un estator es un proceso muy laborioso. Por supuesto, puede comprar un estator listo para usar (intente encontrarlos con nosotros) o un generador, pero no es un hecho que sean adecuados para un molino de viento en particular con sus propias características individuales.

El estator del aerogenerador es un componente eléctrico que consta de 9 bobinas. La bobina del estator se muestra en la foto de arriba. Las bobinas se dividen en 3 grupos, 3 bobinas en cada grupo. Cada bobina está enrollada con alambre de 24 AWG (0,51 mm) y contiene 320 vueltas. Más vueltas pero un cable más delgado darán un voltaje más alto pero menos corriente. Por lo tanto, los parámetros de las bobinas se pueden cambiar, según el voltaje que requiera en la salida del generador eólico. La siguiente tabla le ayudará a decidir:
320 vueltas, 0,51 mm (24 AWG) = 100 V a 120 rpm.
160 vueltas, 0,0508 mm (16 AWG) = 48 V a 140 rpm.
60 vueltas, 0,0571 mm (15AWG) = 24 V a 120 rpm.

Bobinar bobinas a mano es una tarea aburrida y difícil. Por lo tanto, para facilitar el proceso de bobinado, le aconsejo que haga un dispositivo simple: una bobinadora. Además, su diseño es bastante simple y se puede fabricar con materiales improvisados.

Las vueltas de todas las bobinas se deben enrollar de la misma manera, en la misma dirección, y prestar atención o marcar dónde está el comienzo y el final de la bobina. Para evitar que las bobinas se desenrollen, se envuelven con cinta aislante y se untan con epoxi.

El accesorio está hecho de dos piezas de madera contrachapada, una horquilla doblada, un trozo de tubo de PVC y clavos. Antes de doblar la horquilla, caliéntala con un soplete.

Un pequeño trozo de tubería entre los tablones proporciona el espesor deseado y cuatro clavos proporcionan las dimensiones requeridas para los rollos.

Puede crear su propio diseño de la máquina de bobinado, o tal vez ya tenga uno listo.
Después de enrollar todas las bobinas, se debe verificar que se identifiquen entre sí. Esto se puede hacer usando escalas, y también necesita medir la resistencia de las bobinas con un multímetro.

¡No conecte los consumidores domésticos directamente desde la turbina eólica! ¡Observe también las precauciones de seguridad cuando manipule electricidad!

Proceso de conexión de la bobina:

  1. Lija los extremos de los cables de cada bobina.
  2. Conecte las bobinas como se muestra en la imagen de arriba. Debería obtener 3 grupos, 3 bobinas en cada grupo. Con este esquema de conexión se obtendrá una corriente alterna trifásica. Suelde los extremos de las bobinas o use abrazaderas.
  3. Elija entre las siguientes configuraciones:
    A. Configuración" estrella". Para obtener un gran voltaje de salida, conecte los pines X, Y y Z juntos.
    B. Configuración delta. Para obtener una corriente alta, conecte X a B, Y a C, Z a A.
    C. Para que sea posible cambiar la configuración en el futuro, haga crecer los seis conductores y sáquelos.
  4. En una hoja grande de papel, dibuje un diagrama de la ubicación y conexión de las bobinas. Todas las bobinas deben estar distribuidas uniformemente y coincidir con la ubicación de los imanes del rotor.
  5. Fije los carretes con cinta adhesiva al papel. Prepare resina epoxi con endurecedor para fundir el estator.
  6. Use un pincel para aplicar epoxi a la fibra de vidrio. Si es necesario, agregue pequeños trozos de fibra de vidrio. No llene el centro de los serpentines para garantizar una refrigeración suficiente durante el funcionamiento. Trate de evitar la formación de burbujas. El objetivo de esta operación es asegurar las bobinas en su lugar y aplanar el estator, que se ubicará entre los dos rotores. El estator no será un nodo cargado y no girará.

Para hacerlo más claro, considere todo el proceso en imágenes:

Las bobinas terminadas se colocan sobre papel encerado con el diseño dibujado. Tres pequeños círculos en las esquinas de la foto de arriba son los agujeros para montar el soporte del estator. El anillo en el centro evita que el epoxi entre en el círculo central.

Las bobinas están fijas en su lugar. La fibra de vidrio, en pedazos pequeños, se coloca alrededor de las bobinas. Los cables de la bobina se pueden llevar dentro o fuera del estator. Asegúrese de dejar suficiente longitud de cable. Asegúrese de verificar dos veces todas las conexiones y haga sonar con un multímetro.

El estator está casi listo. Los agujeros para montar el soporte están perforados en el estator. Al taladrar agujeros, tenga cuidado de no golpear los cables de la bobina. Después de completar la operación, corte el exceso de fibra de vidrio y, si es necesario, limpie la superficie del estator con papel de lija.

soporte del estator

El tubo para unir el eje del buje se cortó al tamaño deseado. Se perforaron agujeros y se roscaron en él. En el futuro, se les atornillarán pernos que sujetarán el eje.

La figura anterior muestra el soporte al que se sujetará el estator, ubicado entre los dos rotores.

La foto de arriba muestra un espárrago con tuercas y una manga. Cuatro de estos pernos proporcionan la holgura necesaria entre los rotores. En lugar de un buje, puede usar tuercas más grandes o cortar sus propias arandelas de aluminio.

Generador. montaje final

Una pequeña aclaración: un pequeño espacio de aire entre la conexión rotor-estator-rotor (que se fija mediante un espárrago con un buje) proporciona una mayor potencia de salida, pero el riesgo de dañar el estator o el rotor aumenta cuando el eje está desalineado. que puede ocurrir con vientos fuertes.

La siguiente imagen de la izquierda muestra un rotor con 4 espárragos de separación y dos placas de aluminio (que se quitarán más adelante).
La imagen de la derecha muestra el estator ensamblado y pintado de verde en su lugar.

Proceso de ensamblaje:
1. Taladre 4 orificios en la placa superior del rotor y enrósquelos para el perno. Esto es necesario para bajar suavemente el rotor a su lugar. Apoyar 4 espárragos en las placas de aluminio pegadas anteriormente e instalar el rotor superior en los espárragos.
Los rotores se atraerán entre sí con una fuerza muy grande, por lo que se necesita un dispositivo de este tipo. Inmediatamente alinee los rotores entre sí de acuerdo con las marcas en los extremos establecidas anteriormente.
2-4. Girando alternativamente los espárragos con una llave, baje uniformemente el rotor.
5. Una vez que el rotor se ha apoyado contra el buje (dejando espacio), desenroscar los espárragos y quitar las placas de aluminio.
6. Instale el cubo (hub) y atorníllelo.

¡El generador está listo!

Después de instalar los espárragos (1) y la brida (2), su generador debería verse así (vea la figura de arriba)

Los pernos de acero inoxidable sirven para proporcionar contacto eléctrico. Es conveniente usar terminales de anillo en los cables.

Las tuercas ciegas y las arandelas se utilizan para sujetar las conexiones. tableros y soportes de palas al generador. Entonces, el generador de viento está completamente ensamblado y listo para las pruebas.

Para empezar, lo mejor es hacer girar el molino de viento con la mano y medir los parámetros. Si los tres terminales de salida están en cortocircuito, entonces el molino de viento debe girar con mucha fuerza. Esto se puede utilizar para detener el aerogenerador por razones de servicio o seguridad.

Una turbina eólica se puede utilizar para algo más que proporcionar electricidad a su hogar. Por ejemplo, esta instancia está hecha para que el estator genere un gran voltaje, que luego se usa para calentar.
El generador considerado anteriormente produce una tensión trifásica con diferentes frecuencias (dependiendo de la fuerza del viento), y por ejemplo, en Rusia se utiliza una red monofásica de 220-230V, con una frecuencia de red fija de 50 Hz. Esto no significa que este generador no sea adecuado para alimentar electrodomésticos. La corriente alterna de este generador se puede convertir en corriente continua, con un voltaje fijo. Y la corriente continua ya se puede usar para encender lámparas, calentar agua, cargar baterías y se puede suministrar para convertir la corriente continua en corriente alterna. Pero esto ya está más allá del alcance de este artículo.

En la figura de arriba, un circuito simple de un puente rectificador, que consta de 6 diodos. Convierte CA a CC.

Ubicación del generador de viento

El aerogenerador descrito aquí está montado sobre un soporte de 4 metros en el borde de una montaña. La brida de la tubería, que se instala en la parte inferior del generador, proporciona una instalación fácil y rápida del generador eólico: basta con apretar 4 pernos. Aunque por fiabilidad, es mejor soldar.

Por lo general, los aerogeneradores horizontales "gustan" cuando el viento sopla en una dirección, a diferencia de los aerogeneradores verticales, donde debido a la veleta, pueden girar y no les importa la dirección del viento. Porque Dado que este molino de viento está instalado en la orilla de un acantilado, el viento crea flujos turbulentos desde diferentes direcciones, lo que no es muy efectivo para este diseño.

Otro factor a tener en cuenta a la hora de elegir un lugar es la fuerza del viento. Puede encontrar un archivo de datos de fuerza del viento para su área en Internet, aunque esto será muy aproximado, porque. todo depende de la ubicación.
Además, un anemómetro (un dispositivo para medir la fuerza del viento) ayudará a elegir la ubicación de la instalación del generador de viento.

Un poco sobre la mecánica del aerogenerador.

Como sabes, el viento se produce debido a la diferencia de temperatura de la superficie terrestre. Cuando el viento hace girar las turbinas de un aerogenerador, crea tres fuerzas: sustentación, frenado e impulso. La fuerza de elevación generalmente ocurre sobre una superficie convexa y es consecuencia de la diferencia de presión. La fuerza de frenado del viento se produce detrás de las palas del aerogenerador, es indeseable y ralentiza el molino de viento. La fuerza de impulso proviene de la forma curva de las palas. Cuando las moléculas de aire empujan las aspas desde atrás, no tienen adónde ir y se acumulan detrás de ellas. Como resultado, empujan las aspas en la dirección del viento. Cuanto mayores sean las fuerzas de elevación e impulso y menor la fuerza de frenado, más rápido girarán las palas. En consecuencia, el rotor gira, lo que crea un campo magnético en el estator. Como resultado, se genera energía eléctrica.

controlador, mástil, vástago, inversor y batería.

Tradicionalmente, el mecanismo de viento está dotado de tres palas fijadas en el rotor. Cuando el rotor está girando, hay una corriente alterna trifásica que fluye hacia el controlador, luego la corriente renace en un voltaje estable y va a la batería.

Fluyendo a través de las baterías, la corriente las alimenta y las explota como conductoras de electricidad.

En el futuro, la corriente llega al inversor, alcanza los valores requeridos: corriente alterna monofásica 220 V, 50 Hz. Con un gasto modesto de electricidad generada suficiente para el uso de luz y electrodomésticos, la falta de corriente se compensa con baterías.

¿Cómo calcular las cuchillas?

Puede calcular el diámetro de un molino de viento para una cierta potencia de la siguiente manera:

  1. La circunferencia de la hélice de un aerogenerador de cierta potencia, baja velocidad y fuerza del viento, a la que se suministra la tensión necesaria, se eleva al cuadrado por el número de palas.
  2. Calcula el área de este cuadrado.
  3. Divida el área del cuadrado resultante por la potencia de la estructura en vatios.
  4. Multiplique el resultado por la potencia requerida en vatios.
  5. Bajo este resultado, debe seleccionar el área del cuadrado, variando el tamaño del cuadrado hasta que el tamaño del cuadrado llegue a cuatro.
  6. Inscriba la circunferencia de la hélice del aerogenerador en este cuadrado.

Después de eso, no será difícil encontrar otros indicadores, por ejemplo, el diámetro.

El cálculo de la forma máxima aceptable de las cuchillas es bastante complicado, es difícil que un maestro artesano lo realice, por lo que puede usar plantillas preparadas creadas por especialistas limitados.

Plantilla de pala fabricada en tubo de PVC de 160 mm de diámetro:

Plantilla de hoja de aluminio:

Puede intentar determinar de forma independiente el rendimiento de las palas de la turbina eólica.

La velocidad de la rueda de viento es la relación entre la velocidad circular del borde de la pala y la velocidad del viento, se puede calcular mediante la fórmula:

La potencia de una turbina eólica está influenciada por el diámetro de la rueda, la forma de las palas, su ubicación en relación con el flujo de aire y la velocidad del viento.

Se puede encontrar usando la fórmula:

Cuando se utilizan palas aerodinámicas, el factor de utilización del viento no es superior a 0,5. Con cuchillas ligeramente aerodinámicas - 0.3.

Materiales y herramientas necesarios.

Necesitarás los siguientes materiales:

  • madera o madera contrachapada;
  • aluminio;
  • fibra de vidrio en láminas;
  • tuberías y accesorios de PVC;
  • materiales disponibles en casa en el garaje o cuartos de servicio;

Necesita abastecerse de las siguientes herramientas:

  • marcador, puedes usar un lápiz para dibujar;
  • tijeras para cortar metal;
  • rompecabezas;
  • sierra;
  • papel de lija;

Generador de viento vertical y horizontal


Generador de viento vertical

Se pueden clasificar por rotores:

  • ortogonal;
  • Daria;
  • savonio;
  • helicoide;
  • de palas múltiples con paleta guía;

Lo bueno es que no hay necesidad de orientarlos en relación al viento, funcionan en cualquier dirección del viento. Por eso, no necesitan estar equipados con dispositivos que capturen la dirección del viento.

Estas estructuras se pueden colocar en el suelo, son sencillas. Hacer un diseño de este tipo con sus propias manos es mucho más fácil que uno horizontal.

El punto débil de los aerogeneradores verticales es su baja productividad, bajísima eficiencia, por lo que su alcance es limitado.

Los aerogeneradores horizontales tienen una serie de ventajas sobre los verticales. Se dividen en de una, dos, tres y múltiples palas.

Los diseños de una sola hoja son los más rápidos y giran el doble de rápido que los diseños de tres hojas con la misma fuerza del viento. La eficiencia de estos aerogeneradores es significativamente mayor que la de los verticales.

Una desventaja significativa de las estructuras axiales horizontales es la dependencia del rotor de la dirección del viento, por lo que es necesario instalar dispositivos adicionales en el aerogenerador que capturen la dirección del viento.

Elección del tipo de cuchilla

Las cuchillas pueden ser principalmente de dos tipos:

  • tipo de vela;
  • perfil alado;

Se pueden construir palas planas como las "alas" de un molino de viento, es decir, tipo vela. Es más fácil hacerlos con una amplia variedad de materiales: madera contrachapada, plástico, aluminio.

Este método tiene sus desventajas. Cuando la torsión de un molino de viento con palas hechas según el principio de una vela, las fuerzas aerodinámicas no participan, la torsión proporciona solo la fuerza de presión del flujo de viento.

El rendimiento de este dispositivo es mínimo, no más del 10% de la fuerza del viento se transforma en energía. Con un viento ligero, la rueda permanecerá en una posición estática, y más aún no producirá energía para uso doméstico.

Un diseño más aceptable sería una rueda de viento con palas de perfil de veleta. En él, las superficies exterior e interior de las palas tienen áreas diferentes, lo que permite lograr un desajuste en la presión del aire en superficies opuestas del ala. La fuerza aerodinámica aumenta en gran medida el factor de utilización de la turbina eólica.

Selección de materiales

Las palas de un aparato eólico pueden ser de cualquier material más o menos adecuado, por ejemplo:

De tubería de PVC


Probablemente sea lo más fácil construir palas con este material. Los tubos de PVC se pueden encontrar en todas las ferreterías. Se deben elegir tuberías que estén diseñadas para alcantarillado con presión o gasoducto. De lo contrario, el flujo de aire en vientos fuertes puede deformar las aspas y dañarlas contra el mástil del generador.

Las palas de una turbina eólica están sujetas a cargas severas por la fuerza centrífuga, y cuanto más largas sean las palas, mayor será la carga.

El borde de la pala de una rueda de dos palas de un generador eólico doméstico gira a una velocidad de cientos de metros por segundo, tal es la velocidad de una bala que sale volando de una pistola. Esta velocidad puede provocar la ruptura de las tuberías de PVC. Esto es especialmente peligroso porque los fragmentos de tubería que salen volando pueden matar o lesionar gravemente a las personas.

Puede salir de la situación acortando las cuchillas al máximo y aumentando su número. Una rueda de viento de palas múltiples es más fácil de equilibrar y menos ruidosa. No es de poca importancia el grosor de las paredes de las tuberías. Por ejemplo, para una rueda de viento con seis palas de tubo de PVC, de dos metros de diámetro, su espesor no debe ser inferior a 4 milímetros. Para calcular el diseño de las cuchillas para un artesano doméstico, puede usar tablas y plantillas preparadas.

La plantilla debe estar hecha de papel, adherida a la tubería y encerrada en un círculo. Esto debe hacerse tantas veces como palas tenga el aerogenerador. Con una sierra de calar, la tubería debe cortarse de acuerdo con las marcas: las cuchillas están casi listas. Los bordes de los tubos están pulidos, las esquinas y los extremos están redondeados para que el molino de viento luzca bonito y haga menos ruido.

De acero, se debe hacer un disco con seis franjas, que desempeñará el papel de una estructura que combina las palas y fija la rueda a la turbina.

Las dimensiones y la forma de la estructura de conexión deben corresponder al tipo de generador y corriente continua en el que estará involucrado. El acero debe elegirse tan grueso que no se deforme con los golpes del viento.

aluminio


En comparación con las tuberías de PVC, las tuberías de aluminio son más resistentes tanto a la flexión como al desgarro. Su desventaja radica en su gran peso, lo que requiere que se tomen medidas para garantizar la estabilidad de toda la estructura en su conjunto. Además, debe equilibrar cuidadosamente la rueda.

Considere las características de la ejecución de palas de aluminio para una rueda de viento de seis palas.

De acuerdo con la plantilla, se debe hacer un patrón de madera contrachapada. Ya de acuerdo con la plantilla de una lámina de aluminio, corte espacios en blanco de cuchillas en la cantidad de seis piezas. La hoja futura se enrolla en una tolva con una profundidad de 10 milímetros, mientras que el eje de desplazamiento debe formar un ángulo de 10 grados con el eje longitudinal de la pieza de trabajo. Estas manipulaciones dotarán a las palas de parámetros aerodinámicos aceptables. Un manguito roscado está unido al lado interior de la hoja.

El mecanismo de conexión de una rueda de viento con palas de aluminio, a diferencia de una rueda con palas de tubos de PVC, no tiene tiras en el disco, sino espárragos, que son piezas de una varilla de acero con una rosca adecuada para la rosca de los bujes.

fibra de vidrio

Las palas fabricadas con fibra de vidrio específica para fibra de vidrio son las más impecables, dados sus parámetros aerodinámicos, resistencia y peso. Estas palas son las más difíciles de construir, porque necesitas poder procesar madera y fibra de vidrio.

Consideraremos la implementación de cuchillas de fibra de vidrio para una rueda con un diámetro de dos metros.

Se debe tomar el enfoque más escrupuloso para la implementación de la matriz de madera. Se mecaniza a partir de las barras según la plantilla terminada y sirve como modelo de hoja. Una vez que haya terminado de trabajar en la matriz, puede comenzar a hacer cuchillas, que constarán de dos partes.

Primero, la matriz debe tratarse con cera, uno de sus lados debe recubrirse con resina epoxi y se debe extender fibra de vidrio. Aplique epoxi nuevamente y nuevamente una capa de fibra de vidrio. El número de capas puede ser tres o cuatro.

Luego, debe mantener la bocanada resultante en la matriz durante aproximadamente un día hasta que se seque por completo. Así que una parte de la hoja está lista. En el otro lado de la matriz, se realiza la misma secuencia de acciones.

Las partes terminadas de las cuchillas deben conectarse con epoxi. En el interior, puedes poner un corcho de madera, fijarlo con pegamento, esto fijará las palas al cubo de la rueda. Se debe insertar un casquillo roscado en el tapón. El nodo de conexión se convertirá en el concentrador de la misma manera que en los ejemplos anteriores.

Balanceo de ruedas de viento

Cuando se completan las palas, debe completar la rueda de viento y equilibrarla. Esto debe hacerse en una estructura cerrada de un área grande, en condiciones de completa calma, ya que las vibraciones de las ruedas en el viento pueden distorsionar los resultados del balanceo.

El equilibrado de las ruedas debe realizarse de la siguiente manera:

  1. Fije la rueda a una altura tal que pueda moverse libremente. El plano del mecanismo de conexión debe ser perfectamente paralelo a la suspensión vertical.
  2. Logre una rueda estática completa y suéltela. No debería moverse. Luego gire la rueda en un ángulo igual a la relación de 360 ​​/ número de cuchillas, pare, suelte, gire nuevamente, así que observe por un momento.
  3. Las pruebas deben llevarse a cabo hasta que la rueda gire completamente alrededor de su eje. Cuando la rueda suelta o detenida continúa girando, su parte que gravita hacia abajo es innecesariamente pesada. Es necesario afilar el extremo de una de las cuchillas.

Además, debe averiguar cuán armoniosamente se encuentran las cuchillas en el plano de rotación de la rueda. La rueda debe estar detenida. A una distancia de aproximadamente dos milímetros de cada borde de una de las cuchillas, fortalezca dos tiras que no interfieran con la rotación. Al girar la rueda, las cuchillas no deben adherirse a las barras.

Mantenimiento

Para un funcionamiento sin problemas a largo plazo del generador eólico, se deben tomar las siguientes medidas:

  1. Diez o catorce días después del inicio del trabajo, se debe inspeccionar el aerogenerador, especialmente los soportes. Es mejor hacer esto en un clima tranquilo.
  2. Lubrique los cojinetes dos veces al año mecanismo rotativo y generador.
  3. Si sospecha que hay un desequilibrio en las ruedas, que se puede expresar en la vibración de las palas al girar con el viento, es necesario realizar el equilibrado.
  4. Revise los cepillos anualmente pantógrafo.
  5. Según sea necesario, cubra las partes metálicas del aerogenerador con composiciones colorantes.

Hacer palas para una turbina eólica está dentro del poder de un artesano hogareño, solo necesita calcular todo, pensarlo bien y luego aparecerá una alternativa real a las redes eléctricas en el hogar. A la hora de elegir la potencia de un aparato casero hay que recordar que su potencia máxima no debe superar los 1000 o 1500 vatios. Si esta potencia no es suficiente, debe pensar en comprar una unidad industrial.

GOST R 52692-2006
(ISO 484-1:1981)

Grupo D44


ESTÁNDAR NACIONAL DE LA FEDERACIÓN DE RUSIA

Construcción naval

HÉLICES PARA BARCOS

Tolerancias de fabricación

Parte 1

Hélices con un diámetro de más de 2,5 m

Construcción naval. Hélices de tornillo para barcos. tolerancias de fabricación.
Parte 1. Hélices de diámetro superior a 2,5 m


OKS 47.020.20
OKP 64 4700

Fecha de introducción 2007-07-01

Prefacio

Los objetivos y principios de la normalización en la Federación Rusa están establecidos por la Ley Federal del 27 de diciembre de 2002 N 184-FZ "Sobre el Reglamento Técnico", y las reglas para la aplicación de las normas nacionales de la Federación Rusa - GOST R 1.0-2004 "Normalización en la Federación de Rusia. Disposiciones básicas".

Sobre el estándar

1 PREPARADO por el Instituto de Investigación para la Estandarización y Certificación "Lot" de la Empresa Unitaria del Estado Federal "Instituto Central de Investigación que lleva el nombre del académico A.N. Krylov" sobre la base de una traducción auténtica del estándar internacional especificado en el párrafo 4

2 PRESENTADO por el Comité Técnico de Normalización TC 5 "Construcción naval"

3 APROBADO Y PUESTO EN VIGOR por Orden de la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología del 27 de diciembre de 2006 N 354-st

4 Esta norma es una modificación de la norma internacional ISO 484-1:1981 "Construcción naval - Hélices de construcción naval - Tolerancias de fabricación - Parte 1: Hélices con un diámetro superior a 2,5 m" (ISO 484-1:1981 "Construcción naval - Tornillo hélices - Tolerancias de fabricación - Parte 1: Hélices de diámetro superior a 2,5 m") introduciendo las desviaciones técnicas explicadas en la introducción de esta norma

5 PRESENTADO POR PRIMERA VEZ


La información sobre los cambios a este estándar se publica en el índice de información publicado anualmente "Estándares nacionales", y el texto de los cambios y enmiendas, en los índices de información publicados mensualmente "Estándares nacionales". En caso de revisión (reemplazo) o cancelación de esta norma, se publicará el aviso correspondiente en el índice de información publicada mensualmente "Normas Nacionales". La información, las notificaciones y los textos relevantes también se publican en el sistema de información pública, en el sitio web oficial de la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología en Internet.


MODIFICADO, publicado en IUS N 11, 2007

Modificado por el fabricante de la base de datos

Introducción

Introducción

En esta norma, en lugar de hacer referencia a la norma internacional ISO 3715, se reemplaza por dos normas: ISO 3715-1 "Barcos y tecnología de barcos - Sistemas de propulsión de barcos - Parte 1: Términos y definiciones de la geometría de la hélice" e ISO 3715-2 "Barcos y tecnología de barcos Parte 2. Diccionario para sistemas de propulsión con hélices de paso controlable", que actualmente no se aceptan en la Federación Rusa, se hace referencia a GOST 25815, que cubre los términos y definiciones de hélices marinas y satisface las necesidades específicas de construcción naval en la Federación Rusa.

La referencia a ISO/R 468 no está incluida en esta Norma Internacional porque esta recomendación fue reemplazada por la norma ISO 468:1982 "Rugosidad de la superficie - Parámetros, sus valores y reglas generales para establecer especificaciones", que fue retirada sin reemplazo en 1998.

El texto de los elementos estructurales individuales modificados en relación con la norma internacional ISO 484-1 en esta norma está marcado en cursiva.

1. Propósito

Esta norma especifica tolerancias para la fabricación de hélices marinas con un diámetro superior a 2,5 m.

Nota: en algunos casos, las desviaciones de las tolerancias son posibles a pedido del cliente o por mutuo acuerdo entre el diseñador y el cliente. Los accesorios y los métodos de medición son elegidos por el fabricante de la hélice, siempre que las tolerancias se mantengan con la precisión requerida.

2. Alcance

Esta norma se aplica a las hélices de fundición sólida, las hélices con palas desmontables y las hélices de paso controlable.

3 Referencias normativas

Esta norma utiliza una referencia normativa a la siguiente norma interestatal:

GOST 25815-83 Hélices. Términos y definiciones (ISO 3715-1:2002 "Barcos y tecnología marina - Propulsión de barcos - Parte 1: Términos y definiciones de la geometría de la hélice", NEQ; ISO 3715-2:2001 "Barcos y tecnología de barcos - Parte 2: Vocabulario para sistemas de propulsión con paso controlable hélices", NEQ)

Nota - Al usar este estándar, es recomendable verificar el efecto del estándar de referencia en el sistema de información pública - en el sitio web oficial de la Agencia Federal de Regulación Técnica y Metrología en Internet o de acuerdo con el índice de información publicado anualmente "Nacional Normas”, que se publicó a partir del 1 de enero del año en curso, y de acuerdo con los carteles de información publicados mensuales correspondientes publicados en el año en curso. Si se reemplaza (modifica) el estándar de referencia, al usar este estándar, debe guiarse por el estándar reemplazado (modificado). Si la norma de referencia se cancela sin reemplazo, la disposición en la que se hace referencia a la misma se aplica en la medida en que esta referencia no se vea afectada.

4 métodos de medición de tono

4.1 El principio de uno de los métodos de medición es dibujar en el arco el radio del segmento PQ, correspondiente al ángulo , y en la medida de la diferencia de altura de los puntos R Y q en relación con un plano perpendicular al eje de la hélice (ver Figura 1).

Foto 1

Segmento de línea PQ se diseñará mediante uno de los métodos descritos en 4.1.1 o 4.1.2*.
________________
* Si es necesario, se pueden aplicar otros métodos para garantizar la precisión requerida.

4.1.1 Uso de calibres de espesor

Segmento de línea PQ diseño con calibres de espesor.

4.1.2 Método del disco graduado

Largo del corte PQ es una característica del ángulo en una parte de un disco graduado del radio correspondiente (ver Figura 1).

Método de medición del espesor de 5 secciones

5.1 Espesor de una sección cilíndrica en un punto S debe medirse en la dirección SV(ver Figura 2) ubicado en el plano tangencial del cilindro coaxial perpendicular a la línea de paso del lado de descarga de la sección, y en la dirección SU perpendicular a la superficie del lado de descarga o en la dirección CALLE paralelo al eje de la hélice, siempre que esté así definido en el dibujo.

Figura 2

5.2 El espesor máximo para cada radio debe determinarse utilizando un par de calibres o un perfil obtenido por construcción en varios puntos: S, S, S, S etc.

5.3 Para verificar los bordes entrantes y salientes, se utilizan plantillas de bordes. La longitud de las plantillas de borde debe ser al menos el 15% de la longitud de la sección, pero no menos de 125 mm.

Los bordes de ataque y de salida deben verificarse con calibradores de bordes para hélices Clase S y Clase I (ver Tabla 1). Para hélices de otras clases, la prueba se realiza a petición del cliente.


tabla 1

clase de hélice

Nombre de clase de hélice

Especial

Más alto

Promedio

Común

6 clases de hélices

La clase de precisión la establece el cliente de acuerdo con la tabla 1.

7 Tolerancias de paso

Las tolerancias por paso se dan en la tabla 2.


Tabla 2

Nombre del parámetro

clase de hélice

, %

paso local

Paso de sección

Paso de pala

Paso de tornillo

Nota: las desviaciones límite se expresan como un porcentaje del paso de diseño del radio correspondiente para el paso local y el paso de la sección y el paso de diseño promedio para el paso de pala y el paso de la hélice.

7.1 El paso debe medirse al menos en los radios indicados en la Tabla 3.


Tabla 3

clase de hélice

Radios

Sección cerca del filete del cubo: ; ; ; ; ; ;

Sección cerca del filete del cubo: ; ; ; ;

Sección cerca del filete del cubo: ; ;


Por acuerdo entre las partes interesadas, se pueden tomar medidas en otros radios.

7.2 La medición de pasos locales para hélices de clases S e I se lleva a cabo de acuerdo con la cláusula 10.

7.3 Las tolerancias para el paso local y el paso de la sección que se dan en la Tabla 2 se incrementan en un 50 % para las secciones de igual o menor.

7.4 El fabricante de la hélice puede compensar un error de paso, cuya tolerancia se indica en la Tabla 2, cambiando el diámetro de la hélice únicamente con el consentimiento del comprador.

7.5 El paso constructivo es el paso de referencia.

La línea del escalón estructural de la sección es una línea de base helicoidal para la sección considerada, para lo cual se dan las ordenadas de la sección de los lados de impulsión y succión.

Puede ser una línea que conecte la punta y la cola de la sección, o puede ser cualquier otra línea helicoidal ubicada correspondientemente.

7.6 Paso local en un punto EN(ver figura 1) se determina midiendo la diferencia de altura entre puntos R Y q, ubicado a la misma distancia del punto EN, a ambos lados de la misma ( BP=BQ), y multiplicando la diferencia de altura por . El resultado debe compararse con el paso local medido desde los perfiles laterales de descarga para los mismos puntos.

La distancia entre dos puntos cualesquiera al medir el paso local puede ser de 100 a 400 mm. Se debe tomar una medida de paso cerca del borde de ataque, otra cerca del borde de salida y al menos dos medidas de paso más en el medio. En la medida de lo posible, las mediciones deben ser consistentes.

7.7 El paso de la sección y el paso de la pala se determinan para cada radio multiplicando la diferencia de altura entre los puntos extremos medidos por .

7.8 El paso de pala se determina como la media aritmética de los pasos de sección de la pala en cuestión.

7.9 El paso de la hélice se define como la media aritmética de los pasos medios de las palas.

8 Tolerancias del radio de la hélice

8.1 Las tolerancias del radio de la hélice se dan en la Tabla 4.


Tabla 4

Nombre del parámetro

clase de hélice

radio de la hélice

8.2 Para una hélice en una tobera, estas tolerancias pueden reducirse.

9 Tolerancias de grosor de hoja

9.1 Las medidas de espesor deben tomarse con los mismos radios que las medidas de paso.

9.2 Las desviaciones límite dadas en la Tabla 5 se expresan como un porcentaje del espesor local.


Tabla 5

Nombre del parámetro

clase de hélice

Desviaciones límite (tolerancia)

mm,
al menos

mm,
al menos

mm,
al menos

mm,
al menos

Grosor de la sección de la hoja

9.3 Los espesores máximos indicados en el plano, después de deducir una tolerancia negativa, no serán inferiores a los espesores exigidos por las sociedades de clasificación.

10 Tolerancias de suavidad para secciones de pala

Las tolerancias de suavidad de las palas se aplican solo a las hélices Clase S y Clase I en los radios en los que se miden los pasos.

Para lograr secciones uniformes, las desviaciones como resultado de mediciones sucesivas del paso local y el espesor no deben diferir entre sí en más de la mitad de la tolerancia (por ejemplo, si la tolerancia es de más 2,0 % a menos 2,0 %, entonces la tolerancia permitida diferencia en desviaciones sucesivas es 2 .0%).

Para evitar desviaciones excesivas en la curvatura total de la sección, es necesario que la suma algebraica de las desviaciones, expresadas en porcentaje, de dos medidas consecutivas cualquiera del paso local exceda la tolerancia prescrita en no más de 1,5 veces. Por ejemplo, si la tolerancia es de ±2,0 %, entonces la suma de las sucesivas desviaciones debería ser de ±3,0 % (ver Figura 3).

notas

1 En la figura, las desviaciones se multiplican por 20.

2 Los valores muy altos están subrayados.

Figura 3 - Hélice Clase I

La suavidad de las secciones cilíndricas también se comprueba mediante plantillas flexibles especiales.

Los bordes de entrada y salida deben verificarse con plantillas de bordes que le permitan establecer la conformidad de los bordes con el dibujo, teniendo en cuenta las siguientes tolerancias de los lados de descarga y succión:

±0,5 mm - para clase S;

±0,75 mm - para clase I.

Por acuerdo entre el fabricante y el cliente, los filos se pueden verificar con calibres de filo, que consta de tres elementos para cada filo (ver Figura 4), un elemento con una punta corta para verificar el filo del filo de la hoja y dos elementos que son aplicado al borde - uno a la descarga, el otro al lado de succión. Cada plantilla cubre aproximadamente el 20 % de la longitud de la hoja, pero no más de 300 mm. Estas plantillas deben fabricarse con una tolerancia de 0,25 mm para la clase S y de 0,35 mm para la clase I.

Figura 4

11 Tolerancias de longitud de hoja

11.1 Las desviaciones límite dadas en la Tabla 6 se expresan como un porcentaje de la relación entre el diámetro y el número de álabes ().


Tabla 6

Nombre del parámetro

clase de hélice

Desviaciones límite (tolerancia)

mm,
al menos

mm,
al menos

mm,
al menos

mm,
al menos

Longitud de la sección de la hoja

11.2 Las longitudes de sección de cada pala se medirán al menos en cinco radios para la clase S (por ejemplo: ; ; ; ; ) y en cuatro radios para las clases I, II, III.

12 Tolerancias para la posición relativa de las palas, para la posición de las líneas centrales y para los contornos de las palas

12.1 Posición de las líneas centrales de las palas

La línea central se aplica al dibujo como una línea recta que pasa por el punto METRO en el lado de descarga de la hoja y un punto ACERCA DE en el eje de la hélice.

Punto METRO debe estar en una sección cilíndrica con un radio mayor y, si es posible, cercano a .

El punto se elige de modo que la línea OM atravesó el mayor número posible de secciones de la pala.

La relación entre los ángulos (correspondiente al borde de entrada) y (correspondiente al borde de salida) se indica en el dibujo (ver figura 5).

indicar el tamaño en el dibujo

Figura 5

punto METRO" en la hélice de fabricación, fijados de forma que sobre el radio considerado se pueda conseguir una relación igual a la indicada en el dibujo (ver figura 6).

Figura 6

Planos de referencia que pasan por un punto METRO", se utiliza para comprobar el contorno del borde de ataque y la inclinación de las palas, así como el desplazamiento angular de la pala*.
_________________
* Determinación de la inclinación - según GOST 25815 .

12.2 Tolerancias en el contorno del borde de ataque

Las tolerancias se calcularán para los radios dados en la Tabla 3 en los respectivos arcos y son válidas para la longitud del arco (ver Figura 6). Las tolerancias, expresadas en porcentaje, se dan en la tabla 6 ( - diámetro, - número de cuchillas).

Las tolerancias para la longitud del arco deben ser iguales al doble de los valores dados en la Tabla 6, siempre que los contornos de los bordes de las palas sean suaves.

12.3 Tolerancias para la desalineación angular entre dos álabes adyacentes

Los permisos deben ser:

±1° - para tornillos de las clases S e I;

±2° - para tornillos de clases II y III.

13 Tolerancias de inclinación, posición de la pala a lo largo del eje de la hélice y posición relativa de las líneas centrales de palas adyacentes

La inclinación se caracteriza por la posición de la línea central de la hoja. RR"(Ver Figura 7). La inclinación se determina midiendo la distancia al plano. W, perpendicular al eje de rotación de la hélice, al menos en los puntos un, b Y CON ubicados en radios o ; o ; o .

Figura 7

La tabla 7 muestra las tolerancias de distancia , y, expresado como porcentaje del diámetro de la hélice, para comprobar la posición de las palas a lo largo del eje de la hélice. Se aplican las mismas tolerancias (en lugar de tolerancias dobles) para las diferencias: para la misma hoja para verificar la inclinación y para dos hojas adyacentes para verificar la posición axial relativa.


Tabla 7

Nombre del parámetro

clase de hélice

Límite de desviaciones, %

Posición de la hoja en puntos A, EN Y CON(ubicado en radios ; y ) no con respecto al avión W, perpendicular al eje del tornillo

14 Tratamiento de superficie

Condición de la superficie de la pala, expresada como la media aritmética de la deflexión Real academia de bellas artes,µm, debe tener una rugosidad que no exceda los siguientes valores:

3 (a partir del cubo) - para hélices de clase S;

6 (a partir de un radio de 0,3 ) - para hélices de clase I;

12 (a partir de un radio de 0,4) - para hélices de clase II;

25 (a partir de un radio de 0,5 ) - para hélices clase III.

15 Balanceo estático

15.1 Todas las hélices fabricadas deben estar estáticamente equilibradas.

El peso máximo permisible del contrapeso, kg, aplicado al extremo de la pala de la hélice, se determina mediante la fórmula:

O, el más pequeño de ellos, (1)


Dónde - peso de la hélice, kg;

- radio exterior de la hoja, m;

- número estimado de revoluciones de la hélice por minuto, rpm;

Y - Los coeficientes que dependen de la clase de hélice se dan en la tabla 8.


Tabla 8

Designación de coeficiente

clase de hélice

16 instrumentos de medición

El error máximo permisible de los instrumentos de medida no debe exceder la mitad de la tolerancia para un tamaño o parámetro, y en el caso de medidas geométricas, 0,5 mm (se elige el valor mayor).



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, aerogeneradores, molinos, accionamientos hidráulicos y neumáticos).

En los sopladores, paletas o paletas mueven el flujo. En accionamiento: el flujo de líquido o gas pone en movimiento las palas o las palas.

Principio de operación

Dependiendo de la magnitud de la caída de presión en el eje, puede haber varias etapas de presión.

Principales tipos de cuchillas

Las máquinas de cuchillas, como elemento más importante, contienen discos montados en un eje, equipados con cuchillas perfiladas. Los discos, según el tipo y el propósito de la máquina, pueden girar a velocidades completamente diferentes, que van desde unidades de revoluciones por minuto para turbinas eólicas y molinos, hasta decenas y cientos de miles de revoluciones por minuto para motores de turbinas de gas y turbocompresores.

Las cuchillas de las modernas máquinas de cuchillas, según el propósito, la tarea que realiza este dispositivo y el entorno en el que operan, tienen un diseño muy diferente. La evolución de estos diseños se puede rastrear al comparar las aspas de los molinos medievales, de agua y de viento, con las aspas de una turbina eólica y una central hidroeléctrica.

El diseño de las palas está influenciado por parámetros como la densidad y la viscosidad del medio en el que operan. Un líquido es mucho más denso que un gas, más viscoso y prácticamente incompresible. Por lo tanto, la forma y las dimensiones de las palas de las máquinas hidráulicas y neumáticas son muy diferentes. Debido a la diferencia de volúmenes a la misma presión, el área de superficie de las cuchillas de las máquinas neumáticas puede ser varias veces mayor que las cuchillas de las hidráulicas.

Hay cuchillas de trabajo, enderezadoras y rotativas. Además, los compresores pueden tener álabes guía, así como álabes guía de entrada, y las turbinas pueden tener álabes de tobera y álabes enfriados.

Diseño de hoja

Cada pala tiene su propio perfil aerodinámico. Por lo general, se asemeja a un ala de avión. La diferencia más significativa entre una pala y un ala es que las palas operan en un flujo cuyos parámetros varían mucho a lo largo de su longitud.

Perfil de hoja

Según el diseño de la pieza de perfil, las palas se dividen en palas de sección constante y variable. Las palas de sección constante se utilizan para escalones en los que la longitud de la pala no es superior a la décima parte del diámetro medio del escalón. En turbinas de alta potencia, estos son, por regla general, los álabes de las primeras etapas de alta presión. La altura de estas cuchillas es pequeña y asciende a 20-100 mm.

Las palas de sección variable tienen un perfil variable en las etapas posteriores, y el área de la sección transversal disminuye gradualmente desde la sección de la raíz hasta la parte superior. En las palas de los últimos pasos, esta relación puede llegar a 6-8. Las palas de sección variable tienen siempre un giro inicial, es decir, ángulos formados por una línea recta que une los bordes de la sección (cuerda) con el eje de la turbina, llamados ángulos de las secciones. Estos ángulos, por razones de aerodinámica, se establecen de forma diferente en altura, con un aumento suave desde la raíz hasta la parte superior.

Para palas relativamente cortas, los ángulos de remolino del perfil (la diferencia entre los ángulos de instalación de las secciones periférica y de raíz) son 10–30, y para las palas de las últimas etapas pueden llegar a 65–70.

La posición relativa de las secciones a lo largo de la altura de la pala durante la formación del perfil y la posición de este perfil con respecto al disco es la instalación de la pala en el disco y debe cumplir con los requisitos de aerodinámica, resistencia y fabricabilidad.

Las hojas están hechas principalmente de espacios en blanco preformados. También se utilizan métodos para fabricar palas mediante fundición de precisión o estampado de precisión. Las tendencias modernas de aumentar la potencia de las turbinas exigen un aumento de la longitud de las palas de las últimas etapas. La creación de dichas palas depende del nivel de los logros científicos en el campo de la aerodinámica de flujo, la resistencia estática y dinámica y la disponibilidad de materiales con las propiedades necesarias.

Las modernas aleaciones de titanio permiten fabricar hojas de hasta 1500 mm de largo. Pero en este caso, la limitación es la fuerza del rotor, cuyo diámetro hay que aumentar, pero entonces es necesario reducir la longitud de la pala para mantener la relación por razones de aerodinámica, en caso contrario aumentar la longitud de la pala. la cuchilla es ineficaz. Por lo tanto, existe un límite en la longitud de la cuchilla, más allá del cual no puede funcionar de manera efectiva.

  1. Vieiras del sello laberíntico del juego radial
  2. estante de vendaje
  3. Peines de sello laberinto mecánico
  4. Agujero para suministrar aire de refrigeración a los canales internos de la pala refrigerada.

Parte de la cola de la hoja

Los diseños de conexiones de cola y, en consecuencia, vástagos de pala son muy diversos y se utilizan en función de las condiciones para garantizar la resistencia necesaria, teniendo en cuenta el desarrollo de tecnologías para su fabricación en una empresa que fabrica turbinas. Tipos de mangos: en forma de T, en forma de hongo, bifurcados, de abeto, etc.

Ningún tipo de conexión de cola tiene una ventaja particular sobre el otro; cada uno tiene sus propias ventajas y desventajas. Diferentes fábricas hacen diferentes tipos de conexiones de cola, y cada una de ellas utiliza sus propias técnicas de fabricación.

Los principales tipos de vástagos de hoja: 1. Vástago en T; 2. Vástago de champiñón; 3. Vástago bifurcado; 4. Vástago del árbol de Navidad

Conexiones

Las palas de rotor de turbina se conectan en paquetes con eslabones de varios diseños: vendajes remachados a las palas o hechos en forma de estantes (vendaje macizo fresado); alambres soldados a las palas o insertados libremente en los agujeros en la parte del perfil de las palas, y presionados contra ellos por fuerzas centrífugas; con la ayuda de protuberancias especiales soldadas entre sí después de ensamblar las cuchillas en el disco.

Elementos de montaje de las palas: 1. Pluma de hoja; 2. Estante; 3. Vástago; 4. Tubo de vendaje

Álabes de turbinas de vapor

La diferencia en el tamaño y forma de los álabes en diferentes etapas de presión de la misma turbina

El propósito de los álabes de turbina es convertir la energía potencial del vapor comprimido en trabajo mecánico. Dependiendo de las condiciones de operación en la turbina, la longitud de las palas del rotor puede variar desde varias decenas hasta mil quinientos milímetros. En el rotor, las palas están dispuestas en escalones, con un aumento gradual de longitud y un cambio en la forma de la superficie. En cada etapa, las palas de la misma longitud se ubican radialmente al eje del rotor. Esto se debe a la dependencia de parámetros como el caudal, el volumen y la presión.

A un caudal uniforme, la presión en la entrada de la turbina es máxima y el caudal es mínimo. Cuando el fluido de trabajo pasa a través de los álabes de la turbina, se realiza un trabajo mecánico, la presión disminuye, pero el volumen aumenta. En consecuencia, aumenta el área superficial de la hoja de trabajo y, en consecuencia, su tamaño. Por ejemplo, la longitud de la pala de la primera etapa de una turbina de vapor con una capacidad de 300 MW es de 97 mm, la última de 960 mm.

Aspas del compresor

El propósito de las palas del compresor es cambiar los parámetros iniciales del gas y convertir la energía cinética del rotor giratorio en energía potencial del gas comprimido. La forma, las dimensiones y los métodos de fijación de los álabes del compresor en el rotor no difieren mucho de los álabes de la turbina. En el compresor, al mismo caudal, el gas se comprime, su volumen disminuye y la presión aumenta, por lo tanto, en la primera etapa del compresor, la longitud de las palas es mayor que en la última.

Palas de motores de turbina de gas

Un motor de turbina de gas tiene álabes tanto de compresor como de turbina. El principio de funcionamiento de un motor de este tipo es comprimir el aire necesario para la combustión con la ayuda de las palas del turbocompresor, dirigir este aire a la cámara de combustión y, cuando se enciende con combustible, trabajar mecánicamente los productos de combustión en las palas de la turbina ubicadas en mismo eje que el compresor. Esto distingue al motor de turbina de gas de cualquier otra máquina, donde hay álabes sopladores de compresores, como en los supercargadores y sopladores de todo tipo, o álabes de turbina, como en las centrales eléctricas de turbinas de vapor o en las centrales hidroeléctricas.

Palas (paletas) de turbinas hidráulicas

Disco con álabes de turbina hidráulica

Palas de aerogeneradores

En comparación con los álabes de las turbinas de vapor y de gas, los álabes de las turbinas hidráulicas funcionan en un entorno con bajas velocidades pero altas presiones. Aquí, la longitud de la hoja es pequeña en relación con su anchura y, a veces, la anchura es mayor que la longitud, dependiendo de la densidad y el volumen específico del líquido. A menudo, las palas de las turbinas hidráulicas están soldadas al disco o pueden fabricarse completamente con él.

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