plik


ÿþwiczenie 17/18. Energia wiatru wiczenie Temat wiczenia: Konspekt ver 1.1 nr 17/18 Energia wiatru Nr zespoBu: WydziaB, rok, grupa: Data Ocena Nazwisko i imi Wykonanie Teoria KoDcowa z wiczenia wiczenia 1. 2. Elementy ukBadu: 1. tunel wraz z generatorem wiatru na bazie wentylatora, 2. turbina wiatrowa  Rutland 503 , 3. ukBad sterujcy, 4. termoanemometr Delta OHM HD29V3TO3, 5. woltomierz. wiczenia obejmujce energetyk wiatrow 1. Badanie profilu prdko[ci w tunelu wiatrowym 2. Badanie charakterystyk turbiny wiatrowej, UWAGA: W niniejszym wiczeniu: a) wystpuj elementy poruszajce si ruchem obrotowym o du|ej prdko[ci obrotowej, b) generowany jest strumieD wiatru o du|ej prdko[ci liniowej. NALE{Y BEZWZGLDNIE PRZESTRZEGA INSTRUKCJI. OSOBY LEKCEWA{CE LUB IGNORUJCE INSTRUKCJ BD BEZWZGLDNIE USUWANE Z LABORATORIUM!!! Zachowa szczególn ostro|no[ i wszelkie czynno[ci pomiarowe wykonywa [ci[le wg wskazaD instrukcji! W razie jakichkolwiek wtpliwo[ci nale|y bezwzgldnie kontaktowa si z prowadzcym! W razie zauwa|enia jakichkolwiek oznak nieprawidBowej pracy ukBadu odBczy zasilanie i zgBosi to prowadzcemu! Garderoba osób wykonujcych pomiary nie mo|e skBada si z luznych cz[ci, które mog zosta wcignite w Bopatki wentylatora lub turbiny, np. szalików, krawatów, szerokich rkawów itp. DBugie wBosy nale|y zwiza lub w inny sposób zabezpieczy. Przy stanowisku oprócz osób wykonujcych wiczenie i prowadzcego nie mog znajdowa si |adne postronne osoby! Przed rozpoczciem pomiarów zapozna si szczegóBowo z caBo[ci instrukcji WydziaB Energetyki i Paliw; Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie 1 wiczenie 17/18. Energia wiatru Termoanemometr Turbina wiatrowa C B A Generator wiatru Tunel Gniazda zasilania UkBad sterujcy Woltomierz PóBeczka na notatki Rys. 1. Widok stanowiska badania turbiny wiatrowej. Prosz zapozna si ze stanowiskiem eksperymentalnym z Rys.1 i jego gBównymi elementami: a) tunel wraz z generatorem wiatru na bazie wentylatora, b) turbina wiatrowa  Rutland 503 , c) ukBad sterujcy Rys.2., d) termoanemometr Delta OHM HD29V3TO3 Rys.3., e) woltomierz na zakresie 20V do odczytywania napicia z termoanemometru. sprawdzi czy na stoliku w otoczeniu wentylatora i turbiny nie znajduj si luzne przedmioty: kartki papieru, dBugopisy, przeno[ne przyrzdy pomiarowe i inne. Je[li tak to prosz je usun. Na stoliku pomiarowym poza wentylatorem, turbin i ukBadem sterujcym nie mo|e znajdowa si |aden inny przedmiot! Potrzebne rzeczy, w tym materiaBy do notatek nale|y umie[ci na póBeczce poni|ej blatu stolika. WydziaB Energetyki i Paliw; Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie 2 wiczenie 17/18. Energia wiatru Przyciski: Przyciski zaBcz/wyBcz zmniejszajce  - zwikszajce + Dmuchawa i Obci|enie Moc Dmuchawy i Warto[ Obci|enia ZaBcz = [wieci si czerwona dioda Ustawione warto[ci: Moc Dmuchawy Generowane przez turbin wiatrow: Warto[ Obci|enia Napicie [V] * Prd [A] = Moc [W] Rys. 2. Widok ukBadu sterujcego. Przygotowanie ukBadu pomiarowego przed podBczeniem ukBadu do napicia sieciowego: Sprawdzi ukBad poBczeD elektrycznych oraz zapozna si z obsBug termoanemometru, Sprawdzi czy wBcznik  Sie ukBadu sterujcego jest na pozycji  WyBczone , PodBczy kable pomiarowe do odpowiednich wtyków na pBycie czoBowej ukBadu sterujcego, Umie[ sond termoanemometru w otworze wskazanym przez prowadzcego (A, B lub C) PodBczy wtyki wyj[cia napiciowego termoanemometru do woltomierza na zakres 20V, ZaBczy ukBad sterujcy oraz zasilacz termoanemometru do gniazda zasilajcego, Przed zaBczeniem zasilania ukBadu poprosi prowadzcego o kontrol stanowiska WydziaB Energetyki i Paliw; Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie 3 wiczenie 17/18. Energia wiatru Termoanemometr Delta OHM HD29V3TO3 (Rys.3.)  przetwornik prdko[ci wykorzystuj technologi termoanemometryczn zapewniajc szybki i precyzyjny pomiar prdko[ci przepBywajcego powietrza w wykonaniu kanaBowym (dBugo[ sondy L=350mm) zmieniajcy prdko[ na standardowy sygnaB analogowy 0...10V. Specjalny czujnik charakteryzuje si wyjtkow niezawodno[ci i stabilno[ci dBugoczasow. Posiada bardzo dobr charakterystyk kierunkow pozwalajc na zachowanie dobrej dokBadno[ci pomiaru. Jest to szczególnie cenne przy nieustabilizowanym strumieniu. Zakres pomiaru prdko[ci wybierany jest przez u|ytkownika za pomoc zworki z nastpujcego typoszeregu: 0...1m/s, 0...2m/s, 0...10m/s, 0...20m/s, Czujnik pomiarowy nale|y instalowa zgodnie z kierunkiem przepBywu powietrza. UBatwieniem jest skala naniesiona na sond zgodna z osi przepBywu powietrza. Rys. 3. Termoanemometr HD29V3TO3 w wykonaniu kanaBowym. Parametry techniczne: 0.05...1m/s 0.05...2m/s Zakres pomiarowy Pomiar prdko[ci 0.05...10m/s wybierany zwork 0.05...20m/s ± (0.04m/s +2% w. m.) 0.05...1m/s DokBadno[ pomiaru ± (0.04m/s +2% w. m.) 0.05...2m/s przy prdko[ci ± (0.2m/s +3% w. m.) 0.05...10m/s 50% RH i 1013hPa (warto[ci mierzonej) ± (0.2m/s +3% w. m.) 0.05...20m/s w. m. = warto[ci mierzonej SygnaB wyj[ciowy 4...20mA RL<500© (zale|nie od modelu) 0...10V RL>500© Zasilanie 16...40VDC lub 12...24VAC StaBa czasowa 0.2s szybka (wybierana zwork) 2.0s wolna Temperatura pracy: - elektronika 0...+600C - sonda -30...+1000C Temperatura 0...+800C kompensacji Medium czyste powietrze, RH<90% Wymiary obudowy 80x84x44 bez sondy WydziaB Energetyki i Paliw; Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie 4 wiczenie 17/18. Energia wiatru I. Badanie profilu prdko[ci przepBywu powietrza wzdBu| promienia tunelu 1. Umie[ sond pomiaru prdko[ci przepBywu w otworze wskazanym przez prowadzcego tak aby otwór z czujnikiem w sondzie znajdowaBa si na linii dmuchawa  turbina wiatrowa i pocztek skali pokrywaB si ze [ciank tunelu, zablokuj poBo|enie nakrtk, 2. Ustawienia oraz wyniki pomiarów notuj w tabeli 1 karty pomiarowej, 3. Po sprawdzeniu przez prowadzcego poBczenia, wBcz ukBad sterujcy do zasilania za pomoc przycisku ( Sie ) na przedniej [ciance ukBadu, 4. Odczeka na pojawienie si komunikatu na wy[wietlaczu (uwaga: je[li komunikat nie pojawi si do 3-ch minut zgBosi to prowadzcemu), 5. Zapozna si z ukBadem wy[wietlacza i wy[wietlanymi wskazaniami, 6. Za pomoc przycisków  + i    dla obci|enia ustawi obci|enie wskazane przez prowadzcego i zaBczy przyciskiem  Obci|enie (za[wieci si czerwona dioda) 7. Sprawdzi wskazania regulatora mocy dmuchawy, powinno wskazywa  1% , 8. Ustawi warto[ mocy dmuchawy wskazan przez prowadzcego za pomoc przycisków  + i    i zaBczy przyciskiem  Dmuchawa (za[wieci si czerwona dioda), Wentylator powinien zacz si obraca, Uwaga: podczas wykonywania pomiarów nale|y uwa|a aby nie dotkn obracajcych si Bopatek dmuchawy oraz turbiny wiatrowej!!! 9. Zmienia gBboko[ wsunicia sondy co 1 cm (po uprzednim odkrceniu nakrtki blokujcej poBo|enie sondy) odczeka na ustalenie si wskazaD woltomierza odpowiadajcych prdko[ci przepBywu powietrza i zanotowa wyniki pomiarów w tabeli 1, 10. Po zakoDczeniu pomiaru wyBczy dmuchaw  przyciskiem  Dmuchawa , poczeka na zatrzymanie wentylatora i turbiny. II. Wyznaczanie charakterystyki prdowo  napiciowej turbiny wiatrowej 1. Umie[ sond pomiaru prdko[ci przepBywu w otworze wskazanym przez prowadzcego tak aby otwór z czujnikiem w sondzie znajdowaBa si na linii dmuchawa  turbina wiatrowa na gBboko[ci odpowiadajcej maksymalnej prdko[ci przepBywu wyznaczonej w poprzednim pomiarze, 2. Ustawienia oraz wyniki pomiarów notuj w tabeli 2 karty pomiarowej, 3. Po sprawdzeniu przez prowadzcego poBczenia, ustawi warto[ mocy dmuchawy na 40% za pomoc przycisków  + i    i zaBczy przyciskiem  Dmuchawa (za[wieci si czerwona dioda), Wentylator powinien zacz si obraca, Uwaga: podczas wykonywania pomiarów nale|y uwa|a aby nie dotkn obracajcych si Bopatek dmuchawy oraz turbiny wiatrowej!!! 4. Odczeka 2 minuty na ustabilizowanie si pracy wentylatora. 5. Za pomoc przycisków  + i    dla obci|enia ustawi obci|enie na warto[ nieskoDczono[ (na wy[wietlaczu widoczne  --" i zaBczy przyciskiem  Obci|enie (za[wieci si czerwona dioda), 6. Po ka|dorazowej zmianie obci|enia odczeka ok. 1 min na ustalenie si punktu pracy generatora, 7. Zanotowa w tabeli 2 karty pomiarowej warto[ prdko[ci przepBywu powietrza oraz warto[ci prdu, napicia i mocy generatora, 8. Za pomoc przycisku    dla obci|enia ustawia kolejne mniejsze warto[ci obci|enia (110, 60, 24, 12, 6, 2 ) i po ustaleniu si punktu pracy notowa wyniki w tabeli 2, 9. Powtórzy pomiar dla kolejnych warto[ci mocy dmuchawy (50%, 60%, 70%, 80% i 90%), WydziaB Energetyki i Paliw; Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie 5 wiczenie 17/18. Energia wiatru 10. Po zakoDczeniu pomiaru wyBczy dmuchaw, poczeka na zatrzymanie wentylatora i turbiny. III. Wyznaczanie krzywej mocy turbiny wiatrowej 1. Umie[ sond pomiaru prdko[ci przepBywu w otworze wskazanym przez prowadzcego tak aby otwór z czujnikiem w sondzie znajdowaBa si na linii dmuchawa  turbina wiatrowa na gBboko[ci odpowiadajcej maksymalnej prdko[ci przepBywu i zablokuj poBo|enie nakrtk, 2. Ustawienia oraz wyniki pomiarów notuj w tabeli 3 karty pomiarowej, 3. Za pomoc przycisków  + i    dla obci|enia ustawi obci|enie wskazane przez prowadzcego i zaBczy przyciskiem  Obci|enie (za[wieci si czerwona dioda) 4. Sprawdzi wskazania regulatora mocy dmuchawy, powinno wskazywa  1% , je[li wskazuje warto[ wy|sz za pomoc przycisku  - ustawi wskazanie na  1% 5. ZaBczy wentylator przyciskiem  Dmuchawa , 6. Wentylator powinien zacz si wolno obraca, 7. Przyciskiem  + zwiksza moc dmuchawy (kolejne naci[nicia przycisku  + powoduj zwikszenie mocy wentylatora o 1%), 8. Po ka|dorazowym naci[niciu przycisku  + odczekiwa ok. 20 s na ustalenie si obrotów wentylatora, 9. Zanotowa w tabeli 3 karty pomiarowej warto[ci moc dmuchawy i prdko[ci przepBywu powietrza oraz warto[ci prdu, napicia i mocy generatora, 10. Po zakoDczeniu pomiaru wyBczy dmuchaw, poczeka na zatrzymanie wentylatora i turbiny. Opracowanie wyników pomiaru: I. Badanie profilu prdko[ci przepBywu powietrza wzdBu| promienia tunelu Na podstawie wyników pomiarów z tabeli 1 sporzdzi wykres zale|no[ci gBboko[ci wsunicia sondy od prdko[ci przepBywu powietrza r=f(v). Na podstawie danych sondy termoanemometrycznej, dla zmierzonych prdko[ci przepBywu, okre[li bBd ka|dego pomiaru i zaznaczy go na wykresie dla punktów pomiarowych. Wyja[nij charakter otrzymanego profilu prdko[ci oraz okre[l dla jakiej gBboko[ci osigamy maksymaln prdko[ przepBywu. Wyznacz z wszystkich pomiarów [rednie i odchylenie standardowe warto[ci napicia, prdu i mocy generatora dla ustawionej w trakcie pomiaru mocy dmuchawy i obci|enia. II. Wyznaczanie charakterystyki prdowo  napiciowej turbiny wiatrowej Na podstawie wyników pomiarów z tabeli 2 dla poszczególnych mocy dmuchawy sporzdz na wspólnym wykresie zale|no[ci napicia generowanego przez generator od prdu U=f(I) oraz zale|no[ mocy generatora od prdu P=f(I). Krzywe opisz prdko[ci wiatru oraz wzgldn moc dmuchawy. Wyznacz punkt maksymalnej mocy generatora dla poszczególnych warto[ci mocy dmuchawy. III. Wyznaczanie krzywej mocy turbiny wiatrowej Sporzdzi wykres zale|no[ci mocy w funkcji prdko[ci wiatru. Zastosowa wykres punktowy. Odpowiedzie na pytania: przy jakiej prdko[ci startuje turbina wiatrowa dla ustawionego obci|enia? Jaka krzywa opisuje zale|no[ mocy generatora turbiny od prdko[ci wiatru? WydziaB Energetyki i Paliw; Akademii Górniczo  Hutniczej w Krakowie 6

Wyszukiwarka