Contribuţii la studiul turbomaşinilor axiale neîntubate

Abstract

În cadrul tezei s-a realizat un sistem de modele și proceduri utilizabile în proiectare, adecvate la particularităţile de construcţie a turbinelor de vânt. Sistemul de modele elaborat permite diversificarea construcţiei turbinelor de vânt, respectiv adaptarea lor la regimul vitezelor vântului în stratul limită terestru unde oferta energetică a amplasamentului este moderată. Tratarea sistemelor de modelări și a programelor de calcul aferente au la bază un nou model pentru evaluarea energiei valorificabile din energia cinetică a atmosferei terestre care înlocuiește modelul clasic. Modelul permite considerarea ca efect dominant în valorificarea energiei a căderii presiunii statice și acordării de rol secundar căderii vitezei axiale. Este prezentată o amplă documentare privind dâra turbinei din care rezultă că fenomenele recuperative din dâră nu generează restricţii pentru aplicabilitatea noului model. Se evaluează efectele induse de anvergura finită a paletei datorată neîntubării. Faţă de modelul aripii plane a lui Prandtl se formulează corecţii pentru portanţă și rezistenţă aplicabile local în funcţie de raza curentă a secţiunilor de calcul. Pentru evaluarea performanţelor combinate (turbină și amplasament) au fost studiate două modele: unul pentru turbină și unul pentru amplasament. Pentru turbină a fost evaluat un model al curbelor adimensionale pe baza unor informaţii statistice și un model pe baza geometriei turbinei proiectate. Pentru amplasament a fost folosit modelul Weibull corectat printr-o metodă iterativă pentru cei trei parametri ai modelului. Ca studiu de caz pentru aplicarea pachetului de programe de calcul s-a proiectat, realizat la SC Clagi SA-Biled, testat pentru statică și instalat pe amplasamentul Marga un prototip de 3,5 kW cu diametrul turbinei de 4,5 m.