Authors

Abstract

An experimental study of the wind flow concentrator of a new design using the wind tunnel of subsonic speeds was carried out. Experimental studies in the wind tunnel were performed at an air flow velocity of 1 m/s. The fields of velocity and pressure distribution in the areas in front of the wind flow concentrator and in its central part are obtained. Based on the obtained data in the Mathcad, contour graphs are constructed, which show the distribution of wind flow velocities and pressures in the investigated part of the wind flow concentrator. As a result, it was obtained that in the area of the wind turbine blades there is an increase in the velocity of air masses by 4 times compared to the air velocity at the entrance to the wind flow concentrator. The proposed design of the wind flow concentrator makes it possible to increase the efficiency of the wind turbine and receive electric energy at low wind speeds, when the bladed wind turbines do not generate electricity. Verification of experimental data with data of numerical modeling of hydrodynamics in the wind flow concentrator is carried out. The evaluation of the use of wind flow concentrator to increase the efficiency of wind turbines with a vertical axis of rotation is carried out.

Abstract in Ukrainian

Проведено експериментальне дослідження концентратора вітрових потоків нової конструкції з використанням аеродинамічної труби до звукових швидкостей. Експериментальні дослідження в аеродинамічній трубі проводилися при швидкості повітряного потоку 1 м/с. Отримано поля розподілу швидкостей і тисків на ділянках перед концентратором вітрових потоків та в центральній його частині. На основі отриманих даних в середовищі MathCAD побудовано контурні графіки, які показують розподіл швидкостей та тисків вітрового потоку в досліджуваній частині концентратора вітрових потоків. В результаті отримано, що в зоні знаходження лопатей вітротурбіни має місце збільшення швидкості руху повітряних мас в 4 рази в порівнянні з швидкістю руху повітря на вході в концентратор вітрових потоків. Запропонована конструкція концентратора вітрових потоків дає можливість підвищити ефективність вітротурбіни і отримувати електричну енергію при малих швидкостях вітру, коли лопатеві вітротурбіни не генерують електричну енергію. Проведено верифікацію експериментальних даних з даними чисельного моделювання гідродинаміки в концентраторі вітрових потоків. Проведена оцінка використання концентатора вітрових потоків для підвищення ефективності вітрогенераторів з вертикальною віссю обертання.