Podstawy obliczeń turbin wiatrowych i wodnych

• Druk: Warszawa, 2024
• Autor: Dawid Taler, Kazimierz Rup
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

W książce zaprezentowano podstawy obliczeń związanych z projektowaniem i eksploatacją współczesnych turbin wiatrowych i wodnych. Każdy z rozdziałów zawiera syntetyczny opis zagadnienia, podstawowe równania, wynikające np. z bilansu masy, pędu, momentu pędu i energii, a także praktyczne przykłady obliczeniowe. Całość poparta jest licznymi schematami, wykresami oraz tablicami.

W wydaniu 2. rozszerzonym autorzy opisują m.in.:
• sposoby szacowania zasobów energii w poruszającym się powietrzu oraz obliczania mocy turbin wiatrowych;
• sposoby określania wielkości energii elektrycznej generowanej przez współczesne turbiny wiatrowe;
• zasady modelowania turbin wodnych, z uwzględnieniem wyróżnika szybkobieżności i specyficznej prędkości obrotowej;
• zasady wymiarowania najważniejszych elementów budowy turbin Peltona, Francisa i Kapla na oraz sposoby regulacji ich wydajności;
Przytoczyli także opis stosowanych w praktyce rodzajów rur odpływowych (ciągnących) dla turbin reakcyjnych (Francisa i Kaplana).

Książka jest przeznaczona przede wszystkim dla studentów, będzie również przydatna pracownikom instytucji naukowych oraz technicznych, zajmującym się projektowaniem i eksploatacją omawianych turbin.

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Technika
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-23654-0
• ISBN druku: 978-83-01-23555-0
• Liczba stron: 270

Od autorów     9

Wykaz ważniejszych oznaczeń     11

1. Turbiny wiatrowe     13
	1.1. Wstęp     13
	1.2. Wiatr jako zjawisko fizyczne     15
	1.3. Statystyczny opis prędkości wiatru     16
	1.4. Oszacowanie prędkości wiatru     21
		Przykład_1.1.     23
		Przykład_1.2.     25
		Przykład_1.3.     29
	1.5. Zasoby energetyczne wiatru w Polsce     31
	1.6. Omówienie istniejących turbin wiatrowych     32
		1.6.1. Siłownie klasyczne o poziomej osi wirnika     33
		1.6.2. Charakterystyczne parametry siłowni wiatrowych     36
		1.6.3. Modelowanie turbiny wiatrowej o osi poziomej     38
			1.6.3.1. Wyznaczenie reakcji aerodynamicznej działającej na konstrukcję turbiny     38
			1.6.3.2. Moc turbiny wiatrowej     40
			1.6.3.3. Maksymalna sprawność turbiny wiatrowej     42
			1.6.3.4. Sprawność turbiny wiatrowej     43
				Przykład_1.4.     45
				Przykład_1.5.     46
		1.6.4. Oszacowanie przebiegu zmian ciśnienia w obszarze wirnika turbiny     48
		1.6.5. Współczynnik mocy Cp i siły wzdłużnej Cx     51
		1.6.6. Fundamentowanie siłowni wiatrowych o poziomej osi wirnika     55
	1.7. Siłownie wiatrowe o pionowej osi wirnika     57
		1.7.1. Opis istniejących siłowni wiatrowych o pionowej osi wirnika     57
		1.7.2. Moc turbiny wiatrowej z wirnikiem o osi pionowej     61
	1.8. Synchronizacja prądu generowanego     65
		1.8.1. Opis wstępny     65
		1.8.2. Synchronizowanie generatorów siłowni wiatrowych     70
			1.8.2.1. Prądnice asynchroniczne     70
			1.8.2.2. Prądnice synchroniczne     73

2. Turbiny wodne     75
	2.1. Wstęp     75
	2.2. Równanie Eulera jako podstawowe równanie wirowych maszyn przepływowych     75
	2.3. Interpretacja fizyczna równania Eulera     81
	2.4. Stopień reakcyjności turbin hydraulicznych     82
	2.5. Spad wodny     83
	2.6. Sprawność turbin hydraulicznych     84
	2.7. Wyróżnik szybkobieżności turbin hydraulicznych     86
		Przykład_2.1.     90
		Przykład_2.2.     90
		Przykład_2.3.     91
	2.8. Bezwymiarowe współczynniki podobieństwa     91
	2.9. Testy modelowe     95
	2.10. Sprawność modelu i prototypu     97
		Przykład_2.4.     97
		Przykład_2.5.     99
		Przykład_2.6.     99
		Przykład_2.7.     100
	2.11. Wielkości jednostkowe     102
		Przykład_2.8.     107
	2.12. Charakterystyki muszlowe turbin hydraulicznych     107

3. Turbina Peltona     112
	3.1. Opis turbiny Peltona     112
	3.2. Moc turbiny Peltona     117
	3.3. Sprawność turbiny Peltona     118
	3.4. Wskazówki przy projektowaniu turbiny Peltona     121
	3.5. Regulacja wydajności turbiny Peltona     124
		Przykład_3.1.     126
		Przykład_3.2.     129
		Przykład_3.3.     131
		Przykład_3.4.     133
		Przykład_3.5.     135
		Przykład_3.6.     136
		Przykład_3.7.     137
		Przykład_3.8.     139
		Przykład_3.9.     141
		Przykład_3.10.     143
		Przykład_3.11.     144
		Przykład_3.12.     146
		Przykład_3.13.     149
		Przykład_3.14.     151
		Przykład_3.15.     153

4. Turbina Francisa     157
	4.1. Opis turbiny Francisa     157
	4.2. Zasada działania i budowa     159
	4.3. Trójkąty wektorów prędkości charakterystyczne dla turbiny Francisa     160
	4.4. Charakterystyczne parametry turbiny Francisa     164
	4.5. Regulacja wydajności turbiny Francisa     166
		Przykład_4.1.     168
		Przykład_4.2.     170
		Przykład_4.3.     171
		Przykład_4.4.     174
		Przykład_4.5.     177
		Przykład_4.6.     179
		Przykład_4.7.     180
		Przykład_4.8.     183
		Przykład_4.9.     185
		Przykład_4.10.     187
		Przykład_4.11.     188
		Przykład_4.12.     193
		Przykład_4.13.     198

5. Turbiny osiowe     202
	5.1. Wstęp     202
	5.2. Opis turbin śmigłowych     202
	5.3. Analiza trójkątów wektorów prędkości dla turbiny śmigłowej     203
	5.4. Turbiny Kaplana     207
	5.5. Wskazówki dotyczące wymiarów turbin osiowych     210
	5.6. Regulacja wydajności turbiny Kaplana     212
		Przykład_5.1.     214
		Przykład_5.2.     215
		Przykład_5.3.     217
		Przykład_5.4.     220
		Przykład_5.5.     221
		Przykład_5.6.     223
		Przykład_5.7.     227
		Przykład_5.8.     230

6. Rura odpływowa (ciągnąca)     233
	6.1. Opis rury odpływowej     233
		Przykład_6.1.     235
	6.2. Kawitacja w obszarze rury odpływowej     237
		Przykład_6.2.     241
		Przykład_6.3.     242
		Przykład_6.4.     244
		Przykład_6.5.     248
		Przykład_6.6.     251
		Przykład_6.7.     254

7. Turbiny przepływowe     259

8. Odwracalne turbiny pompowe     261

9. Wykorzystanie zjawiska osmozy w energetyce odnawialnej     263
	9.1. Wstęp     263
	9.2. Zasada działania silnika osmotycznego     265
	9.3. Analiza możliwości zastosowania silnika solankowego dla wody Bałtyku     265
		Przykład_9.1.     268

Bibliografia     269