PODSTAWY OBLICZEŃ TURBIN WIATROWYCH I WODNYCH

ISBN: 978-83-01-21537-8   257 stron format: B5 oprawa: miękka Rok wydania: 2021

W niniejszej publikacji 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.
Autorzy opisują m.in.:
sposoby szacowania zasobów energii w poruszającym się powietrzu oraz obliczania mocy turbin wiatrowych; zasady modelowania turbin wodnych, z uwzględnieniem wyróżnika szybkobieżności i specyficznej prędkości obrotowej; zasady wymiarowania najważniejszych elementów budowy turbin Peltona, Francisa i Kaplana 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 kierunków inżynierii środowiska i energetyki oraz kierunków mechaniczno-elektrycznych do nauki takich przedmiotów jak: Podstawy teoretyczne turbin wiatrowych i wodnych, Turbiny wiatrowe, Turbiny hydrauliczne, Odnawialne źródła energii, Podstawy projektowania turbin wodnych, Energetyka odnawialna. Będzie również przydatna pracownikom instytucji naukowych oraz technicznych, zajmującym się projektowaniem i eksploatacją omawianych turbin.

SPIS TREŚCI

Od autorów

Wykaz ważniejszych oznaczeń

1. Turbiny wiatrowe
1.1. Wstęp
1.2. Wiatr jako zjawisko fizyczne
1.3. Statystyczny opis prędkości wiatru
1.4. Oszacowanie prędkości wiatru
Przykład_1.1
1.5. Zasoby energetyczne wiatru w Polsce
1.6. Omówienie istniejących turbin wiatrowych
1.6.1. Siłownie klasyczne o poziomej osi wirnika
1.6.2. Charakterystyczne parametry siłowni wiatrowych
1.6.3. Modelowanie turbiny wiatrowej o osi poziomej
1.6.3.1. Wyznaczenie reakcji aerodynamicznej działającej
na konstrukcję turbiny
1.6.3.2. Moc turbiny wiatrowej
1.6.3.3. Maksymalna sprawność turbiny wiatrowej
1.6.3.4. Sprawność turbiny wiatrowej
Przykład_1.2
Przykład_1.3
1.6.4. Oszacowanie przebiegu zmian ciśnienia w obszarze
wirnika turbiny
1.6.5. Współczynnik mocy Cp i siły wzdłużnej Cx
1.6.6. Fundamentowanie siłowni wiatrowych o poziomej osi wirnika
1.7. Siłownie wiatrowe o pionowej osi wirnika
1.7.1. Opis istniejących siłowni wiatrowych o pionowej osi wirnika
1.7.2. Moc turbiny wiatrowej z wirnikiem o osi pionowej
1.8. Synchronizacja prądu generowanego
1.8.1. Opis wstępny
1.8.2. Synchronizowanie generatorów siłowni wiatrowych
1.8.2.1. Prądnice asynchroniczne
1.8.2.2. Prądnice synchroniczne

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

3. Turbina Peltona
3.1. Opis turbiny Peltona
3.2. Moc turbiny Peltona
3.3. Sprawność turbiny Peltona
3.4. Wskazówki przy projektowaniu turbiny Peltona
3.5. Regulacja wydajności turbiny Peltona
Przykład_3.1
Przykład_3.2
Przykład_3.3
Przykład_3.4
Przykład_3.5
Przykład_3.6
Przykład_3.7
Przykład 3.8
Przykład_3.9
Przykład_3.10
Przykład_3.11
Przykład 3.12
Przykład_3.13
Przykłady.14

4. Turbina Francisa
4.1. Opis turbiny Francisa
4.2. Zasada działania i budowa
4.3. Trójkąty wektorów prędkości charakterystyczne dla turbiny Francisa
4.4. Charakterystyczne parametry turbiny Francisa
4.5. Regulacja wydajności turbiny Francisa
Przykład_4.1
Przykład_4.2
Przykład_4.3
Przykład_4.4
Przykład_4.5
Przykład_4.6
Przykład_4.7
Przykład_4.8
Przykład_4.9
Przykład_4.10
Przykład_4.11
Przykład_4.12
Przykład_4.13

5. Turbiny osiowe
5.1. Wstęp
5.2. Opis turbin śmigłowych
5.3. Analiza trójkątów wektorów prędkości dla turbiny śmigłowej
5.4. Turbiny Kapłana
5.5. Wskazówki dotyczące wymiarów turbin osiowych
5.6. Regulacja wydajności turbiny Kapłana
Przykład_5.1
Przykład_5.2
Przykład_5.3
Przykład_5.4
Przykład_5.5
Przykład_5.6
Przykład_5.7
Przykład_5.8

6. Rura odpływowa (ciqgnqca)
6.1. Opis rury odpływowej
Przykład_6.1
6.2. Kawitacja w obszarze rury odpływowej
Przykład_6.2
Przykład_6.3
Przykład_6.4
Przykład_6.5
Przykład_6.6

7. Turbiny przepływowe

8. Odwracalne turbiny pompowe

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

Bibliografia