Можно ли определить отношение скорости вращения наконечника по геометрии ротора?

Допустим, у меня есть геометрия ротора: количество лопастей, аэродинамические поверхности, которые составляют каждую лопасть, их положение, длина хорды и угол их закручивания. Можно ли будет использовать эту информацию для определения соотношения скорости наконечника?

mechanical-engineering turbines wind-power

— Эрик В.
источник

Обычно это не просто из геометрии ротора, но вы можете оценить TSR свободного хода хорошо спроектированного ротора, используя теорию лопастных элементов. Но они никогда не должны свободно вращаться. Вам нужно довольно хорошее представление о загрузке диска, чтобы получить что-то значимое для приличного дизайна с высоким соотношением.

— Фил Сладкий

Я на самом деле моделирую миниатюрную ветряную турбину, подключенную к генератору постоянного тока. Кроме вязкого демпфирования от генератора, я предполагаю, что это примерно свободное вращение. У меня есть TSR для 3 лопастей, но я хочу посмотреть на коэффициент мощности в зависимости от количества лопастей (где число может быть 2, 3, 4 и 6). Я не могу получить TSR для других чисел, поэтому мне нужен какой-то способ рассчитать его или, по крайней мере, получить число оборотов в минуту как функцию скорости ветра.

— Эрик В.

Поскольку TSR - это соотношение скорости прохождения кончика лезвия и скорости жидкости, вам нужно иметь два фиксированных или известных значения, чтобы найти третий ... См. Windynation.com/jzv/inf/…

— Solar Mike

Да, это правда, но с теоретической точки зрения TSR должен зависеть от геометрии ротора.

— Эрик В.

@EricQ. Соотношение зависит от двух факторов: скорости наконечника и скорости жидкости - определите любые два, и вы получите третий ...

— Solar Mike

Да.

Я хотел бы обратить ваше внимание на статью М.Рагхеба 2014 года под названием «Оптимальное соотношение скорости наконечника» http://mragheb.com/NPRE%20475%20Wind%20Power%20Systems/Optimal%20Rotor%20Tip%20Speed%20Ratio.pdf, в которой содержится довольно четкое описание факторов, влияющих на эффективность турбины.

Для ротора с системой переменного шага скорость вращения в зависимости от генерируемой мощности можно регулировать путем опрыскивания лопастей, чтобы приспособиться к изменяющимся скоростям ветра и, следовательно, поддерживать систему в наилучшем TSR.

Для системы с фиксированным шагом необходим некоторый метод регулирования максимального числа оборотов в минуту.

— Дональд Гибсон
источник

Я не ищу дизайн для конкретного TSR, у меня уже есть 3D модель CAD ротора, и я хотел бы знать, какой будет его TSR. РЕДАКТИРОВАТЬ: Мы можем предположить, что он сможет вращаться свободно, и высота уже указана.

— Эрик В.