BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ BÙI VĂN HIỀN CK51 – CTM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUABIN GIÓ CÔNG SUẤT 500W ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY NHA TRANG s– 07/2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUABIN GIÓ CÔNG SUẤT 500W ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CHẾ TẠO MÁY GVHD: Đặng Xuân Phương NHA TRANG – 07/2013 i PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Họ, tên sinh viên: Bùi Văn Hiền Lớp: 51CT Chuyên ngành: Chế tạo máy MSSV: 51130312 Tên đề tài:“Thiết kế tuabin gió công suất 500W”. Số trang: Số chương: 4 số tài kiệu tham khảo: Hiện vật: NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN Kết luận: Nha Trang, ngàytháng năm 2013 CÁN Bộ HƯớNG DẫN TS : ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ ii PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP Họ, tên sinh viên: Lớp: 51CT Chuyên ngành: MSSV: 51131914 Tên đề tài:“ Thiết kế tuabin gió công suất 500W”. Số trang: 89 Số chương: 4 Số tài kiệu tham khảo: 16 Hiện vật: NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN Điểm phản biện: Nha Trang, ngày…tháng 7 năm 2013 CÁN Bộ PHảN BIệN ___________________________________________________________________ Nha Trang, ngày…tháng 7 năm 2013 CHỦ TỊCH HỘI ĐỒN ĐIỂM CHUNG Bằng số Bằng chữ iii MỤC LỤC PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP i PHIẾU ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP ii MỤC LỤC iii DANH MỤC CÁC BẢNG vi DANH MỤC CÁC HÌNH vii LỜI CẢM ƠN ix CHƯƠNG 1 MỞ ĐẦU 3 1.1 Tổng quan 3 1.1.1 Sơ lược lịch sử phát triển của tuabine gió 3 1.1.2 Giới thiệu về tuabine gió 5 1.1.3 Đặc điểm chung của máy phát điện chạy bằng sức gió 7 1.1.4 Những lợi ích khi sử dụng gió để sản xuất điện (điện gió) 8 1.1.5 Gió và năng lượng gió. 10 1.2 Đối tượng, phạm vi và mục tiêu nghiên cứu của đề tài 12 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu: Tuabine sử dụng năng lượng gió 12 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thiết kế tuabine gió trục sử dụng để phát điện. 12 1.2.3 Mục tiêu nghiên cứu: 13 1.2.4 Phương hướng tiếp cận: 13 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA TUABINE GIÓ TRỤC NGANG 14 2.1 Khái niệm hoạt động thực của roto 14 2.2 Thuyết động lượng và hệ số công suất của rotor. 15 2.3 Số Betz giới hạn 16 2.4 Lý thuyết phân tố cánh. 16 2.5 Thuyết động lượng phân tố cánh (BEM) 18 CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CÁNH TUABINE 500W 20 3.1 Yêu cầu: 20 iv 3.2 Tính bán kính cánh quạt rotor. 20 3.3 Profile cánh. 21 3.4 Chiểu dài dây cung cánh 23 3.5 Góc đặt cánh 25 3.6 Tính hiệu suất tuabine 27 3.7 Xây dựng cánh tuabine bằng phần mềm Pro/Engineer 5.0 28 3.7.1 Kích thước của cánh: 28 3.7.2 Dựng cánh Tuabine: 28 3.7.3 Các bước cụ thể ta làm như sau 28 CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KẾT CÁC BỘ PHẬN CƠ BẢN CỦA TUABINE 39 4.1 Hộp số 39 4.2 Tháp 40 4.2.1 Cột tháp dạng khung giàn 40 4.2.2 Cột thép hình ống 41 4.2.3 Cột tháp dạng dây nối đất 41 4.2.4 Gió, bản thân Trọng lượng và tải trọng cơ cấu bên trong 43 4.3 Tính toán và lựa chọn máy phát điện. 44 4.4 Tính toán số lượng bình acquy lưu trữ điện 46 4.5 Lựa chọn bộ điều khiển nạp sạc 47 CHƯƠNG 5 TÍNH GIÁ THÀNH CỦA SẢN PHẨM 48 5.1 Tổng giá thành sản phẩm. 48 5.1.1 Tháp tuabine 48 5.1.2 Trục chính 48 5.1.3 Máy phát điện 48 5.1.4 Roto tubine 49 5.1.5 Long đền đai ốc: 49 5.1.6 Bulông các loại: 49 5.1.7 Bình ắc quy 49 v 5.1.8 Vòng bi NSK-6205ZZ 49 5.1.9 Đế đỡ máy phát điện 49 5.1.10 Đuôi tuabine 49 5.1.11 Khớp nối: 50 5.1.12 Bộ điều khiển nạp sạc 50 5.2 Lắp ráp: 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Hệ số λ 21 Bảng 3.2 Kết quả tính toán dây cung cánh 24 Bảng 3.3 Kết quả tính góc tấn 26 Bảng 3.4 kết quả tính toán 27 vii DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Mô hình cánh gió tại Trung Mỹ, cuối TK 19 3 Hình 1.2 Mô hình cối xay gió xuất hiện sau TK 13 4 Hình 1.3 Chiếc máy bơm nước chạy bằng sức gió, phía Tây nước Mỹ những năm 1800 4 Hình 1.4 Máy phát điện sức gió do Charles F.Brush chế tạo 5 Hình 1.5 cấu tạo tuabine gió trục ngang 6 Hình 1.6 tuabine gió trục ngang 6 Hình 1.7 Turbine gió trục đứng 7 Hình 1.8 Đường cong biểu diễn quan hệ giữa Cp và 11 Hình 1.9 Đương cong công suất của tuabine gió 50kW 12 Hình 2.1 Sự thay đổi áp suất và vận tốc gió qua turbine 14 Hình 2.2 cánh tuabine gió 17 Hình 3.1 Số cánh và tốc độ đầu cánh 21 Hình 3.2 Các thông số cơ bản của profile cánh 22 Hình 3.3 Cánh tuabine gió 24 Hình 3.4 Profile cánh 24 Hình 3.5 Góc đặt cánh 25 Hình 3.6 Kết quả hình 3D 27 Hình 3.7 profile Naca 4412 29 Hình 3.8 Profile Naca 4412 khi xuất sang phần mềm Pro/Engineer 29 Hình 3.9 Tạo file tuabine 30 Hình 3.10 Chọn kích thước 30 viii Hình 3.11 Tạo các mặp phẳng 31 Hình 3.12 31 Hình 3.13 Chọn mặt phẳng 32 Hình 3.14 Chọn file naca 32 Hình 3.15 Chọn naca 33 Hình 3.16 Nhập kích thước 34 Hình 3.17 Kết quả sau khi nhập kích thước 34 Hình 3.18 Kết quả sau khi nhập hoàn thành 35 Hình 3.19 Tạo đương dẩn 36 Hình 3.20 Chọn Smooth 36 Hình 3.21 Tạo đường dẩn 37 Hình 3.22 Chọn ok 38 Hình 3.23 Kết quả sau khi vẽ 38 Hình 4.1 Sắp xếp thiết bị của một tuabine gió 39 Hình 4.2 Đường cong công suất của một tuabine gió điển hình 40 Hình 4.3 Các loại tháp tuabine gió 40 Hình 4.4 Ảnh hưởng của chiều cao tháp vào vận tốc 42 Hình 4.5 bảng phân chia tốc độ gió ở việt nam Error! Bookmark not defined. Hình 4.6 Tháp nối dây 43 Hình 4.7 Cách dựng tháp nối dây 43 Hình 4.8 Tính toán tải của tháp 44 Hình 4.9 Ăc quy quy khô 100 Ah 47 Hình 4.10 Bộ điều khiển nạp sạc ắc quy 47 [...]... CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ CÁNH TUABINE 500W 3.1 Yêu cầu:  Tốc độ gió khởi động2,5 m/s;  Tốc độ gió bắt đầu phát 3 m/s;  Tốc độ gió định mức 7 m/s;  Công suất định mức 500W;  Tốc độ quay Rotor0 – 250 vg/ph;  Loại turbine: 3 cánh, gió ngang 3.2 Tính bán kính cánh quạt rotor Turbine gió công suất 500W hoạt động ở vận tốc gió định mức 7 m/s.Dựa vào công thức tính hiệu suất của turbine tra ([1, trang 14 công. .. điều tuabine gió từ sách và nguồn tài liệu trên internet Nắm được ứng dụng của tuabine gió để thiết kế chế tạo tuabine gió công suất nhỏ Nghiên cứu quá trình làm việc của tuabine gió. Trên cơ sở đó xây dựng các yêu cầu cần thiết để thiết kế tuabine gió hoàn chỉnh 14 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT KHÍ ĐỘNG LỰC HỌC CỦA TUABINE GIÓ TRỤC NGANG 2.1 Khái niệm hoạt động thực của roto Hình 2.1Sự thay đổi áp suất. .. năng lượng gió. Và những năm gần đây,khai thác năng lượng gió đang được nhà nước quan tâm Đề tài Thiết kế turbin gió trục ngang loại 500W , đây cũng là một đề tài mới vì vậy trong quá trinh làm đồ án em không tránh khỏi những sai sót và hạn chế về kiến thức Em rất mong nhận được sự góp ý và đánh giá của các thầy cô giáo trong bộ môn Đề tài “Nghiên cứu thiết kế tuabine gió trục ngang công suất 500w Nội... gió trục ngang công suất 500w Nội dung đề tài của em gồm có 5 chương: - Chương 1: Mở đầu - Chương 2: Tính toán khí động học tuabine gió trục ngang - Chương 3: Thiết kế kế cánh tuabine gió công suất 500W và xây dựng cánh tuabine bằng phần mềm Pro/Engineer 5.0 - Chương 4: Tính toán các bộ phận khác của tuabine - Chương 5: Hạch toán giá thành sản phẩm Làm đề tài TN đã giúp em củng cố thêm kiến thức đã... động của lá cánh, và để hạn chế mức độ tiếng ồn khí động học Hình 1.9Đương cong công suất của tuabine gió 50kW điều khiển theo tốc độ gió 1.2 Đối tượng, phạm vi và mục tiêu nghiên cứu của đề tài 1.2.1 Đối tượng nghiên cứu: Tuabine sử dụng năng lượng gió 1.2.2 Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu thiết kế tuabine gió trục sử dụng để phát 13 điện 1.2.3 Mục tiêu nghiên cứu: Thiết kế, chế tạo tuabine gió trục ngang... cầu cần thiết của công nhân x LỜI CẢM ƠN Sau sáu tháng 4 nghiên cứu, làm việc khẩn trương, được sự động viên, giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của thầy giáohướng dẫnTS.Đặng Xuân Phương, với đề tài Thiết kế kỹ thuật tuabine gió trục ngang công suất 500 W” đã hoàn thành Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: Thầy giáo hướng dẫn TS.Đặng Xuân Phươngđã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt nghiệp. .. sức gió 6 Hình 1.5cấu tạo tuabine gió trục ngang Về cơ bản có thể chia loại tubin gió ản giótheo nhiều hình thức khác nhau: theo cấu ức nhau tạo hoạt động, theo công suất hay theo số cánh quạt Tuy nhiên có thể chia tubine ạo ên th gió theo 2 loại cơ bản sau đây: Tubine gió trục ngang và tubine gió trục đứng ản đây à tr Tuabine gió trục ngang (HAWT) ục Hình 1.6- tuabine gió trục ngang Đây loại tubin gió. .. lượng Cp trong công thức 1.1 là một hàm của tỉ số tốc độ đầu cánh , nó là tỉ số giữa tốc độ đầu cánh của tuabine gió và tốc độ gió  m R0 V 1.2 Trong đó: m là tốc độ quay của tuabine, R0 là bán kính tuabine, v là tốc độ gió Với tuabine gió trục ngang (TGTN) hoạt động bình thường ở tỉ số tốc độ đầu cánh được cho ở 1.2.Với tuabine gió trục đứng (TGTĐ) thì hoạt động ở tỉ số tốc độ đầu cánh thấp hơn.Đường... ại trên  Công suất phát điện từ vài trăm W đến vài MW t đi  Dải vận tốc gió ho động từ 4m/s-25m/s c hoạt  Chiều cao cột chống tubin 6m ( loại công suất nhỏ) 120m (loại công suất t ch ) (lo lớn)  Số cánh quạt 2 – 3 cánh quạt t  Bán kính cánh qu từ 3m – 45m quạt  Số vòng quay cánh quạt 20 – 40vòng/phút Một số đặc điểm của tubin gió trục ngang ột ngang: 7  Đây là loại tubin gió có hi suất cao nhất;... cấu tạo cánh đón gió quay theo trục đứng Hình 1.1Mô hình cánh gió tại Trung Mỹ, cuối TK 19 Muộn hơn nữa, kể từ sau thế kỷ 13, các cối xay gió xuất hiện tại châu Âu (Tây Âu) với cấu trúc có các cánh đón gió quay theo phương ngang, chúng phức tạp hơn 4 mô hình thiết kế tại Ba Tư Cải tiến cơ bản của thiết kế này là đã tận dụng đựợc lực nâng khí động học tác dụng vào cánh gió do đó sẽ làm hiệu suất biến . CƠ KHÍ BÙI VĂN HIỀN CK51 – CTM ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUABIN GIÓ CÔNG SUẤT 500W ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CHẾ TẠO. ĐẠI HỌC NHA TRANG KHOA CƠ KHÍ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP THIẾT KẾ KỸ THUẬT TUABIN GIÓ CÔNG SUẤT 500W ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH: CHẾ TẠO