Wpływ regulacji pracy wentylatorów na równomierność rozkładu strumienia powietrza w tunelu aerodynamicznym

• Autorzy: Komarnicki P. , Romański L. , Bieniek J. , Dębowski M. , Pałka K.

Warianty tytułu

EN

Effect of fans operation control on uniformity of the air stream distribution in an aerodynamic tunnel

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono badania eksperymentalne charakteru przepływu strumienia powietrza w otwartym tunelu aerodynamicznym z zamkniętą komorą pomiarową, w którym profil prędkości regulowano płynnie przez 9 niezależnych wentylatorów osiowych. Testowanie tunelu aerodynamicznego przeprowadzono dwuetapowo. W pierwszym etapie wyznaczono podstawowe parametry strumienia powietrza dla 8 bazowych częstotliwości pracy wentylatorów w tym ciśnienie dynamiczne, prędkość oraz wskaźniki jakościowe tunelu: rozkład równomierności prędkości oraz wskaźniki intensywności turbulencji, które odniesiono do średnich arytmetycznych prędkości. W drugim etapie zbadano wpływ regulacji pracy poszczególnych wentylatorów na rozkład pól prędkości w określonej strefie pomiarowej tunelu aerodynamicznego, w której umieszczona zostanie mini siłownia wiatrowa. Zarówno dla układu wyregulowanego jak i bez regulacji w zakresie wyższych prędkości strumienia około 15,80 m·s-1 wartość wskaźnika intensywności turbulencji oscylowała w granicach 1,5%. Regulacja wentylatorów pozwoliła ograniczyć przedziały rozpiętości wskaźników intensywności turbulencji, w całym zakresie prędkości, z 2,8-1,5% do 2,0-1,2%. Przedstawiona analiza wyników badań potwierdziła, że zaproponowane rozwiązanie sterowania pracą poszczególnych wentylatorów umożliwia uzyskanie dostatecznie jednorodnego strumienia powietrza, tak aby można było w nim badać rzeczywiste obiekty mini turbin wiatrowych.

EN

The paper presents experimental research on the character of air stream flow in an open aerodynamic tunnel with a closed measuring chamber, in which the velocity profile was regulated smoothly through 9 independent axial flow fans. Testing the aerodynamic tunnel was carried out in two stages. In the first stage basic parameters of the air stream were determined for 8 base frequencies of fans operation including dynamic pressure, velocity and quality indices of the tunnel: distribution of velocity uniformity and indices of turbulences intensity, which were referred to averages arithmetic velocities. In the second stage, the effect of regulation of particular fans operation on the distribution of velocities fields in a given measuring sphere of the aerodynamic tunnel, where a mini-wind power plant will be placed, were investigated. Both for a regulated as well as a non-regulated system within higher velocities of the stream approx. 15.80 m·s-1 the value of the turbulences intensity index was approx. 1.5%. Control of fans allowed limitation of the range of turbulences intensity indices for the whole range of velocities from 2.8-1.5% to 2.0-1.2%. The presented analysis of results proved that the suggested solution of control of particular fans allows obtaining sufficiently homogeneous air stream, such that real objects of mini - wind power turbines could be tested there.

Słowa kluczowe

PL

strumień powietrza; tunel aerodynamiczny; wentylator; turbulencja

EN

air stream; aerodynamic tunnel; fan; turbulence

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Inżynierii Rolniczej
• Czasopismo: Inżynieria Rolnicza
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 17, nr 2, t. 1
• Strony: 155--165
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Komarnicki P.

• Instytut Inżynierii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. Chełmońskiego 37/41, 51-630 Wrocław

autor

Romański L.

• Instytut Inżynierii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

autor

Bieniek J.

• Instytut Inżynierii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

autor

Dębowski M.

• Instytut Inżynierii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

autor

Pałka K.

• Instytut Inżynierii Rolniczej, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu

Bibliografia

• Arżanikow, N. S.; Malcew, W. N. (1959). Aerodynamika. PWN, Warszawa.
• Dębowski, M.; Romański, L.; Bieniek J. (2012). Analiza pracy różnych profili łopat pędnika siłowni wiatrowej. Inżynieria Rolnicza, 2(137), 29-34.
• Frączek, J.; Reguła, T. (2012). Metodyczne aspekty pomiaru właściwości aerodynamicznych cząstek stałych pochodzenia roślinnego. Acta Agrophysica, 19(3), 515-525.
• Gumuła, S.; Knap, T.; Strzelczyk, P.; Szczerba, Z. (2006). Energetyka wiatrowa. Wyd. AGH, Kraków, ISBN 83-89388-79-0.
• Gumuła, S.; Mikoś, M.; Pytel, K.; Stępniewski, Ł. (1999). Kształtowanie pola prędkości strumienia powietrza wypływającego z wentylatora osiowego. Mechanika, T.18, z. 4, 499-507.
• Gumuła, S.; Pytel, K. (2005). Kształtowanie parametrów strugi powietrza za wentylatorem osiowym w kanale kwadratowym i w przestrzeni otwartej za kanałem. Mechanics Vol. 24. No. 5, 246-251.
• Jamróz, P.; Ligęza, P. (2006). Laboratoryjny system do badania charakterystyk kątowych czujników anemometrycznych. Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN, Tom 8, nr 1-4, 19-24.
• Nalepa, K.; Neugebauer, M.; Sołowiej, P. (2008). Metodyka badań małych siłowni wiatrowych. Inżynieria Rolnicza, 2(100), 209-214.
• Piechna, J. (2009). Podstawy aerodynamiki pojazdów. WKiŁ Warszawa, ISBN: 8320613663.
• Reiter, E.; Kukiełka, L. (2011). Problematyka wykorzystania energii wiatru w gospodarstwie rolnym. Inżynieria Rolnicza, 5(130), 243-249.
• Romański, L. (2010). Analiza pracy modelu wolnoobrotowej siłowni wiatrowej umieszczonej w konfuzorze. Inżynieria Rolnicza, 2(120), 141-147.
• Romański, L.; Bukowski, P.; Dębowski, M. (2012). Analiza wykorzystywania energii odnawialnej w gospodarstwach wiejskich. Inżynieria Rolnicza, 2(137), 259-268.
• Szewczyk, A.; Łuczycka, D.; Lech, K.; Rojek, G. (2010). Zastosowanie prostownicy rurowowiązkowej do ujednorodniania strumienia powietrza w tunelu aerodynamicznym. Inżynieria Rolnicza, 4(122), 221-227.