• Product
  • Suppliers
  • Manufacturers
  • Solutions
  • Free tools
  • Knowledges
  • Experts
  • Communities
Search


نظرية توربين الرياح ومعامل بيتز

Electrical4u
Electrical4u
حقل: الكهرباء الأساسية
0
China

WechatIMG1820.jpeg

لتحديد الطاقة المستخرجة من الرياح بواسطة توربين الرياح، يجب أن نفترض أنبوب هواء كما هو موضح في الشكل. ويفترض أيضًا أن سرعة الرياح عند مدخل الأنبوب هي V1 وأن سرعة الهواء عند مخرج الأنبوب هي V2. افترض أن كتلة m من الهواء تمر عبر هذا الأنبوب الخيالي في الثانية.
وبسبب هذه الكتلة، فإن الطاقة الحركية للرياح عند مدخل الأنبوب هي،

وبالمثل، بسبب هذه الكتلة فإن الطاقة الحركية للرياح عند مخرج الأنبوب هي،

نظرية طاقة الرياح
لذلك، تتغير الطاقة الحركية للرياح، أثناء مرور هذا الكمية من الهواء من مدخل إلى مخرج الأنبوب الخيالي،

كما قلنا بالفعل، فإن كتلة m من الهواء تمر عبر هذا الأنبوب الخيالي في الثانية الواحدة. لذا فإن الطاقة المستخرجة من الرياح هي نفسها الطاقة الحركية التي تغيرت أثناء مرور كتلة m من الهواء من مدخل إلى مخرج الأنبوب.

نعرف الطاقة بأنها التغيير في الطاقة لكل ثانية. لذلك، يمكن كتابة هذه الطاقة المستخرجة على النحو التالي،

وبما أن كتلة m من الهواء تمر في الثانية الواحدة، فإننا نشير إلى الكمية m باسم معدل تدفق الكتلة للرياح. إذا فكرنا في ذلك بعناية، يمكننا فهم بسهولة أن معدل تدفق الكتلة سيكون نفسه عند المدخل، والمخرج، وكذلك في كل مقطع عرضي للأنبوب الهوائي. بما أن الكمية التي تدخل الأنبوب هي نفسها التي تخرج منه.
إذا كانت Va، A و ρ هي سرعة الهواء، المساحة العرضية للأنبوب وكثافة الهواء عند شفرات التوربين على التوالي، فإن معدل تدفق الكتلة للرياح يمكن تمثيله كـ

الآن، بتعويض m بـ ρVaA في المعادلة (1)، نحصل على،

الآن، بما أن التوربين يُفترض أنه موضوع في الوسط الأنبوب، فإن سرعة الرياح عند شفرات التوربين يمكن اعتبارها السرعة المتوسطة للسرعات عند المدخل والمخرج.

لمستخرج القوة القصوى من الرياح، يجب علينا التفاضل للمعادلة (3) بالنسبة لـ V2 وإعداده إلى الصفر. أي،

معامل Betz

من خلال المعادلة أعلاه، تم العثور على أن القوة النظرية القصوى المستخرجة من الرياح هي جزء من 0.5925 من طاقتها الحركية الكلية. يُعرف هذا الجزء باسم معامل Betz. يتم حساب هذه القوة وفقًا لـ نظرية توربين الرياح ولكن القوة الميكانيكية الفعلية التي يتلقاها المولد أقل من ذلك وهذا بسبب الخسائر بسبب الاحتكاك والمحامل الدوارة وأيضًا عدم كفاءة التصميم الهوائي للتوربين.

من المعادلة (4) من الواضح أن القوة المستخرجة هي

  1. تناسب طردي مع كثافة الهواء ρ. كلما زادت كثافة الهواء، زادت قوة التوربين.

  2. تناسب طردي مع مساحة المسح للشفرات. إذا زاد طول الشفرة، يزداد نصف قطر مساحة المسح وبالتالي تزداد قوة التوربين.

  3. تتغير قوة التوربين أيضًا مع سرعة الرياح3. وهذا يعني أن إذا ضاعفت سرعة الرياح، فإن قوة التوربين ستزداد ثمانية أضعاف.

طاقة الرياح

بيان: احترم الأصلي، المقالات الجيدة تستحق المشاركة، إذا كان هناك انتهاك للحقوق يرجى التواصل لإزالته.

قدم نصيحة وشجع الكاتب
مُنصح به
مرشد SPD ثلاثي الأطوار: أنواع وتوصيل وصيانة
مرشد SPD ثلاثي الأطوار: أنواع وتوصيل وصيانة
1. ما هو جهاز حماية من التفريغ الكهربائي ثلاثي الأطوار (SPD)؟جهاز حماية من التفريغ الكهربائي ثلاثي الأطوار (SPD)، المعروف أيضًا باسم مانع الصواعق الثلاثي الأطوار، مصمم خصيصًا لأنظمة الطاقة المتناوبة ثلاثية الأطوار. وظيفته الأساسية هي تقييد الجهد الزائد المؤقت الناتج عن ضربات البرق أو عمليات التبديل في الشبكة الكهربائية، وبالتالي حماية المعدات الكهربائية المتصلة من الأضرار. يعمل الجهاز على أساس امتصاص وإزالة الطاقة: عند حدوث حدث جهد زائد، يستجيب الجهاز بسرعة، ويحد من الجهد الزائد إلى مستوى آمن وي
James
12/02/2025
خطوط كهرباء السكك الحديدية 10 كيلوفولت: متطلبات التصميم والتشغيل
خطوط كهرباء السكك الحديدية 10 كيلوفولت: متطلبات التصميم والتشغيل
تتميز خط داكيوان بحمل كهربائي كبير، مع العديد من نقاط الحمل المتناثرة على طول الخط. كل نقطة حمل لديها سعة صغيرة، بمعدل نقطة حمل واحدة كل 2-3 كم، لذا يجب اعتماد خطين عابرين للطاقة بـ 10 كيلو فولت لتوفير التغذية الكهربائية. تستخدم السكك الحديدية ذات السرعة العالية خطين لتوفير الطاقة: الخط العابر الرئيسي والخط العابر الشامل. مصادر الطاقة للخطين العابرين يتم الحصول عليها من الأقسام الخاصة للأحمال الموزعة التي يتم تغذيتها بواسطة المحولات المثبتة في كل غرفة توزيع. تتم تغذية الأنظمة المرتبطة بالتشغيل م
Edwiin
11/26/2025
تحليل أسباب فقدان خطوط الكهرباء وطرق تقليل الخسائر
تحليل أسباب فقدان خطوط الكهرباء وطرق تقليل الخسائر
في بناء شبكة الكهرباء، يجب أن نركز على الظروف الفعلية وأن ننشئ تخطيطاً للشبكة يناسب احتياجاتنا. علينا تقليل خسارة الطاقة في الشبكة وحفظ استثمارات الموارد الاجتماعية وتحسين فوائد الاقتصاد الصيني بشكل شامل. يجب على الأقسام ذات الصلة بتزويد وتوزيع الكهرباء أن تضع أهداف عمل مركزية حول تقليل خسارة الطاقة بفعالية، والاستجابة لنداءات توفير الطاقة، وبناء فوائد اجتماعية واقتصادية خضراء للصين.1. الحالة الحالية لتطوير قطاع الكهرباء في الصيناليوم، أصبحت حياة الناس اليومية لا يمكنها الاستغناء عن تزويدهم بالك
Echo
11/26/2025
طرق توصيل الأرض المحايدة لأنظمة الطاقة للسكك الحديدية ذات السرعة التقليدية
طرق توصيل الأرض المحايدة لأنظمة الطاقة للسكك الحديدية ذات السرعة التقليدية
تعتبر أنظمة الطاقة للسكك الحديدية بشكل أساسي من خطوط الإشارة التلقائية، وخطوط تغذية الكهرباء العابرة، ومعامل ومراكز توزيع الطاقة للسكك الحديدية، وخطوط تزويد الطاقة الداخلة. وهي توفر الطاقة لعمليات السكك الحديدية الحرجة بما في ذلك الإشارات والاتصالات وأنظمة القطارات وأنظمة التعامل مع الركاب في المحطات ومرافق الصيانة. كجزء لا يتجزأ من الشبكة الوطنية للكهرباء، تتميز أنظمة طاقة السكك الحديدية بخصائص مميزة لكل من الهندسة الكهربائية وهندسة البنية التحتية للسكك الحديدية.تعزيز البحث في طرق توصيل الأرض ا
Echo
11/26/2025
إرسال الاستفسار
تنزيل
الحصول على تطبيق IEE Business
استخدم تطبيق IEE-Business للعثور على المعدات والحصول على حلول والتواصل مع الخبراء والمشاركة في التعاون الصناعي في أي وقت ومن أي مكان - دعمًا كاملاً لتطوير مشاريعك الكهربائية والأعمال