Ротор Дарье

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Ветрогенератор с ротором Дарье

Ротор Дарье, турбина Дарье (Darrieus rotor) — тип турбины низкого давления, ось вращения которой перпендикулярна потоку жидкой или газовой среды. Предложена в 1931 году французским авиаконструктором Жоржем Дарье (George Darrieus)[1]. Ротор Дарье нашёл широкое применение в ветроэнергетике[2].

Устройство и принцип действия[править | править вики-текст]

H-ротор Дарье — дальнейшее Н-образное развитие ротора Дарье

Ротор Дарье представляет собой конструкцию, состоящую из одного, двух и более аэродинамических крыльев, закреплённых на радиальных балках. Принцип работы ротора Дарье до сих пор неизвестен и нет его адекватной математической модели. Это обусловлено сложным, сильно нестационарном характером обтекания лопастей (число Струхаля) и большим числом Рейнольдса. Главным отличием ротора Дарье от ротора Савониуса является его быстроходность. Так, если скорость лопастей ротора Савониуса близка к скорости набегающего потока, то у ротора Дарье она в 3-4 раза выше. В работе [3] показано, что характеристика ветрогенератора Дарье не является автомодельной по критерию Рейнольдса, а также существует режим начальной авторотации, в которой ротор Дарье работает в режиме ротора Савониуса.

На практике для ротора Дарье используют три лопасти, так как при их меньшем количестве нет самозапуска и возникают проблемы балансировки. При увеличении числа лопастей быстроходность ротора Дарье падает, как и в случае горизонтально-осевых ветрогенераторов.

Преимущества и недостатки[править | править вики-текст]

Преимущества
  • Работа ротора Дарье, как и прочих роторов, не зависит от направления потока, следовательно турбина на его основе не требует устройства ориентации;
  • Ротор Дарье характеризуется высоким коэффициентом быстроходности при малых скоростях потока, поскольку не требует ориентации на ветер;
  • Высокий коэффициент использования энергии ветра. Роторы Дарье не уступают, и в отдельных случаях даже превосходят горизонтально-осевые конструкции ветрогенераторов [4];
  • Пониженный шум, создаваемый при работе, в отличие от горизонтально-осевых ветрогенераторов. Это связано с практически равномерным, в силу быстроходности ротора Дарье, обтеканием лопастей;
  • Относительная простота изготовления (пропеллерный профиль по длине постоянно меняется) — для профилей крыльев с прямой кромкой;
  • Ось вращения ветрогенератора совпадает с осью опорной мачты.
Недостатки
  • Значительные нагрузки на мачту, связанные с эффектом Магнуса;
  • Большая часть массы вращающегося механизма на периферии в отличие от горизонтально-осевых ветрогенераторов.
  • Отсутствие адекватной математической модели, что затрудняет конструирование ротора Дарье;
  • Большой срок окупаемости ветрогенераторов, что не позволяет производителям перейти на использование ротора Дарье с горизонтально-осевых ветрогенераторов.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Turbine having its rotating shaft transverse to the flow of the current (англ.). freepatentsonline.com. — Патент Дарье от 1931 года. Проверено 28 мая 2013. Архивировано из первоисточника 29 мая 2013.
  2. Твайделл Дж., Уэйр А. Ветроэнергетика // Возобновляемые источники энергии. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 393 с. — ISBN 5-283-02469-5.
  3. Исследование и разработка метода расчета аэродинамических характеристик ветряных двигателей с вертикальной осью вращения (диссертация). М. (1987).
  4. Энергетические характеристики ротора Дарье (обзор) (рус.) 325-333. Издательство Сибирского отделения РАН (2010).

Литература[править | править вики-текст]

  • Твайделл Дж., Уэйр А. Ветроэнергетика // Возобновляемые источники энергии = Renewable energy resources. — М.: Энергоатомиздат, 1990. — 393 с. — ISBN 5-283-02469-5.
См. также: Вечный двигатель • Мотор-редуктор • Резиномотор