Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ВЕТРОУСТАНОВКА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ
ВЕТРОУСТАНОВКА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ

ВЕТРОУСТАНОВКА И СПОСОБ ЕЕ РАБОТЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Ветроустановка предназначена для преобразования энергии ветра в энергию для потребителя и может быть использована в широком диапазоне скоростей ветра, включая штормовые, без дополнительной затраты энергии. Радиальные цилиндры ветроустановки с горизонтальной осью вращения выполнены составными из вращающейся концевой и невращающейся корневой части. Каждый из цилиндров снабжен двумя турбулизаторами. По первому варианту турбулизаторы расположены вдоль цилиндров с угловыми координатами относительно направления ветра ϕ1 = 45o2= -90o. По второму варианту турбулизаторы установлены по спирали вокруг оси цилиндров с угловыми координатами относительно направления ветра ϕ1== (1+k r/R)·30o≅45o; ϕ2= -(1-k/2·r/R)·90o. Причем по первому и второму вариантам турбулизаторы расположены несимметрично относительно направления ветра и с зазором определенной величины относительно поверхности цилиндров. Самозапуск ветроколеса осуществляется за счет аэродинамической силы, создаваемой турбулизаторами на поверхности цилиндров. 3 с.п. ф-лы, 9 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2118699
Класс(ы) патента: F03D1/00
Номер заявки: 96112463/06
Дата подачи заявки: 18.06.1996
Дата публикации: 10.09.1998
Заявитель(и): Институт теоретической и прикладной механики СО РАН
Автор(ы): Бычков Н.М.
Патентообладатель(и): Институт теоретической и прикладной механики СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к ветроэнергетике и касается ветроустановок с вращающимися цилиндрами, использующими для работы эффект Магнуса. Последний характеризуется появлением подъемной силы (силы Магнуса) при вращении цилиндров в поперечном потоке [1]. Эта сила используется для вращения ветроколеса, аналогично подъемной силе лопасти, но имеет гораздо большую величину.
Известен способ создания подъемной силы на невращающемся цилиндре с помощью надстроек, установленных на нем вдоль одной из боковых сторон и имеющих полукруглую форму [2]. Такие надстройки создают асимметрию поперечного обтекания цилиндра, что вызывает появление подъемной силы, соизмеримой по величине с подъемной силой лопасти. Максимальное значение этой силы достигается при расположении надстроек непосредственно на поверхности цилиндра в точках 90o или -90o, отсчитываемых от направления ветра, при этом сила действует в сторону, противоположную расположению надстройки.
Известна установка - ротор ветродвигателя с горизонтальной осью вращения, содержащий радиальные цилиндры с надстройками в виде пластинчатых интерцепторов, установленных вдоль одной из боковых сторон цилиндров. Цилиндры имеют возможность вращения вокруг своих осей [3].
Недостатками этой установки являются: ограниченные возможности для самозапуска и саморегулирования работы ветроколеса, в том числе для стабилизации его вращения при больших скоростях ветра; ограниченные возможности увеличения длины вращающихся цилиндров и, следовательно, диаметра ветроколеса; недостаточно высокая мощность из-за ограниченного диаметра ветроколеса; увеличенные затраты мощности на вращение цилиндров большой длины. Задачей изобретения является повышение эффективности работы и мощности ветроустановки, а также возможность аэродинамического самозапуска и саморегулирования при любых режимах работы, без дополнительной затраты энергии, в широком диапазоне скоростей ветра, включая штормовые.
Поставленная задача реализуется на ветроустановке с горизонтальной осью вращения ветроколеса, радиальные цилиндры которого выполнены составными из вращающейся концевой и невращающейся корневой части, и каждый из цилиндров снабжен двумя турбулизаторами в виде трубок, расположенных вдоль цилиндров на противоположных его сторонах, причем несимметрично относительно направления ветра с угловыми координатами
ϕ1=45o и ϕ2=-90o
Наличие двух турбулизаторов (вместо одного по [2, 3] обеспечивает появление суммарной аэродинамической силы, которая позволяет более эффективно осуществлять запуск и регулирование ветроколеса. При этом происходят самозапуск и саморегулирование работы, вплоть до максимальных (штормовых) скоростей ветра. Саморегулирование достигается путем изменения сил, создаваемых на цилиндрах под действием турбулизаторов, при отклонении частоты вращения ветроколеса от расчетной (заданной). В результате появляется компенсирующая сила, которая восстанавливает расчетную (заданную) частоту вращения ветроколеса. Саморегулирование с помощью турбулизаторов дополняется регулированием путем изменения частоты вращения цилиндров. При этом с увеличением скорости ветра влияние турбулизаторов возрастает, а влияние вращения цилиндров, наоборот, снижается. При достаточно больших скоростях ветра установка работает только за счет турбулизаторов, без вращения цилиндров, что существенно расширяет возможности и эффективность данной установки.
Использование составных цилиндров с вращающейся концевой и невращающейся корневой частями позволяет значительно повышать мощность ветроустановки, а также ее эффективность. Повышение мощности достигается за счет добавления невращающейся корневой части, что позволяет увеличивать суммарную длину цилиндров и, следовательно, диаметр ветроколеса, а мощность пропорциональна квадрату диаметра. При этом вращающиеся цилиндры, обладающие большой подъемной (движущей) силой, используются более эффективно, т.к. располагаются на большем расстоянии от оси вращения ветроколеса и, следовательно, создают более высокий крутящий момент. Невращающиеся цилиндры при наличии турбулизаторов также создают крутящий момент, который возрастает с увеличением диаметра и длины этих цилиндров.
При наличии невращающейся корневой части одновременно снижаются затраты мощности на вращение концевых цилиндров из-за уменьшения их длины по отношению к полной длине цилиндров. Кроме того, такое ветроколесо обладает повышенной прочностью, что определяется круговой, наиболее прочной формой цилиндра и увеличенным диаметром его невращающейся части, а также низкой скоростью вращения ветроколеса (приблизительно в 5 раз ниже, чем лопастного).
Указанные признаки не выявлены в других технических решениях при изучении уровня данной области техники и, следовательно, предлагаемое решение является новым и имеет изобретательский уровень. Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, в частности, в ветроэнергетике.
На фиг. 1 изображен общий вид ветроустановки; на фиг. 2 - схема расположения продольных турбулизаторов в сечении А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - коэффициент подъемной силы невращающегося цилиндра в зависимости от углового положения турбулизатора T1 (экспериментальные данные ИТПМ); на фиг. 4 - тоже с турбулизаторами T1 и T2 при различных числах Рейнольдса (данные ИТПМ); на фиг. 5 - влияние числа Рейнольдса на коэффициент подъемной силы цилиндра с турбулизаторами T1 (кривая C1) и T2 (кривая C2) при ϕ1=45o и ϕ2=-90o (светлые значки - данные ИТПМ, темные значки - данные [2]; на фиг. 6 - тоже для суммарного коэффициента подъемной силы; на фиг. 7 - схема обтекания цилиндра с турбулизаторами T1 и T2 при пусковых условиях (без вращения цилиндров и ветроколеса); на фиг. 8 - тоже на расчетном режиме работы ветроколеса; на фиг. 9 - частота вращения ветроколеса в зависимости от параметра Q - относительной скорости вращения цилиндров, с турбулизаторами (кривая 9) и без них (кривая 10) при числе Re = 0,7·105 (данные ИТПМ).
Ветроустановка (фиг. 1) содержит ветроколесо с горизонтальной осью вращения, которое устанавливается на неподвижной опоре (башне) и может поворачиваться на ней в направлении ветра (аналогично традиционным схемам). Ветроколесо состоит из корпуса 1 с передним и задним обтекателями, невращающейся части цилиндров 2 и вращающейся части 3 с концевыми шайбами 4, которые ограничивают нежелательные перетекания потока. Длина вращающейся части цилиндров составляет Lв=αL, для невращающейся части соответственно Lн=(1-α)L, где L - полная длина цилиндра, α=0,4-0,6. Диаметр невращающейся части цилиндров в 1,5 - 2 раза больше, чем вращающейся части.
Концевые части цилиндров представляют тонкостенные оболочки, которые через посредство подшипников посажены на консольный вал и вращаются от индивидуальных электроприводов, расположенных на конце вала (на чертеже не показано). Вал крепится консольно к торцу неподвижной части цилиндров. Электропривод получает питание от электрогенератора ветроустановки. Резервное питание - от аккумулятора. Генератор вращается от ветроколеса через мультипликатор, увеличивающий частоту вращения до значений, необходимых для работы генератора.
На фиг. 2 показана схема расположения турбулизаторов T1 - 5 и T2 - 6, которые установлены вдоль каждого цилиндра и выполнены в виде трубок диаметром dт = (0,1 - 0,02)d и длиной Lт = Lн + aLв , где d - диаметр цилиндра, a = 0,2 - 0,8 (в зависимости от конструкции и характера работы ветроустановки). Расстояние от поверхности цилиндров до турбулизатора T1 составляет h1 = (0,1 - 0,2)d, до турбулизатора T2 составляет h2 = 0 - на невращающейся части и h2 = (0,02 - 0,05)d - около вращающейся части цилиндров. Угловое положение для турбулизаторов T1 и T2 составляет соответственно ϕ1=45o и ϕ2=-90o, где углы ϕ1 и ϕ2 отсчитываются от передней критической точки цилиндров (от направления ветра), причем ϕ1- в направлении вращения цилиндров, ϕ2- наоборот.
Работа ветроустановки в значительной степени зависит от турбулизаторов T1 и T2. Механизм их воздействия достаточно сложен. Остановимся на нем подробнее. Назначение турбулизаторов - создание аэродинамической силы Yт - в дополнение к основной силе Магнуса Yм, возникающей при вращении цилиндра (см. фиг. 1). Сила Yт в отличие от Yм возникает на невращающемся цилиндре, и ее величина уменьшается при вращении цилиндра. Источник появления силы Yт - асимметрия обтекания цилиндра за счет несимметричного расположения турбулизаторов, а именно ϕ1<|ϕ>2|,h1≫h2, причем ϕ2__→90o,h2__→0. При этих условиях влияние турбулизатора T2 сказывается в ближней его окрестности, вызывая отрыв потока непосредственно за турбулизатором. Турбулизатор T1 в отличие T2 воздействует не локально, а через посредство относительно протяженных переходно-отрывных процессов в пограничном слое цилиндра (переход из ламинарного состояния в турбулентное с промежуточными стадиями, с образованием так называемого отрывного пузыря - замкнутой области между точками ламинарного отрыва и присоединения пограничного слоя в турбулентном состоянии, после чего происходит окончательный отрыв потока). В результате точка отрыва потока под влиянием турбулизатора T1 смещается вплоть до угла ϕотр=130-140o, а под влиянием турбулизатора T2 она фиксируется вблизи угла ϕотр=-100o[2], возникает асимметрия обтекания цилиндра с появлением силы Yт, направленной в сторону более низкого давления (где точка отрыва смещена дальше вниз по потоку). Сила Yт используется при пуске ветроколеса, в том числе без вращения цилиндров, и для саморегулирования работы ветроустановки при отклонении от расчетного режима.
Ниже приведены результаты испытаний цилиндра с турбулизаторами в аэродинамической трубе ИТПМ. На фиг. 3 показан график изменения коэффициента подъемной силы Cу для невращающегося цилиндра в зависимости от углового положения турбулизатора T1 вокруг цилиндра, а на фиг. 4 - тоже для турбулизаторов T1 и T2. Здесь Cу = Yт/q·S, где q = ρV2/2 - скоростной напор, S = d·Lт - площадь, ρ- плотность воздуха. Видно, что коэффициент Cу зависит от величины и знака угла установки турбулизатора. При смене знака углов ϕ1 и ϕ2 коэффициент Cу изменяется на обратный. Максимальные положительные значения Cу достигаются в области ϕ1=30-50o и при ϕ2=-90o
Коэффициент Cу зависит также от числа Рейнольдса, которое выражается в виде Re=V·d/ν ,где ν - коэффициент кинематической вязкости воздуха. На фиг. 5 приведены экспериментальные данные для составляющих коэффициента Cу от действия турбулизатора T1 (кривая C1) и турбулизатора T2 (кривая C2) в зависимости от числа Re при углах установки турбулизаторов ϕ1=45o и ϕ2=-90o.
Здесь светлыми значками обозначены данные ИТПМ, темными значками - данные [2] . Из графиков видно, что коэффициент C2 всегда положительный, а коэффициент C1 меняет свой знак на обратный при переходе через критическое число Reкр = 5·105.
Отмеченное поведение коэффициентов C1 и C2 существенно расширяет возможности для самозапуска и саморегулирования ветроколеса по отношению к варианту с одним турбулизатором T2 (прототип). Это следует из графика на фиг. 6, где приведена суммарная величина коэффициента CΣ=C1+C2 в зависимости от числа Рейнольдса (углы ϕ1 и ϕ2 такие же, как на фиг. 5). При докритических числах Re < Reкр = 5·105 коэффициент CΣ>C2, то есть имеем увеличение CΣ по отношению к C2 за счет C1, что улучшает запуск ветроколеса и работу при скоростях ветра до 10 - 20 м/с, соответствующих указанных числах Re. При закритических числах Re > Reкр имеем CΣ<C>2 (уменьшение CΣ) тоже за счет C1, что ограничивает нежелательный рост частоты вращения ветроколеса с увеличением скорости ветра и даже позволяет стабилизировать эту частоту на приблизительно постоянном уровне.
Конечный результат действия турбулизаторов T1 и T2 зависит от скорости ветра и, следовательно, от числа Рейнольдса, а также от углового положения турбулизаторов и их длины, которая может быть неодинаковой для T1 и T2. В частности, увеличение длины T1 улучшает условия запуска и ограничивает частоту вращения ветроколеса при больших скоростях ветра. Наоборот, увеличение длины T2 способствует увеличению частоты вращения ветроколеса при больших скоростях ветра, что может оказаться опасным.
Ветроустановка работает следующим образом. При пусковых условиях, когда нет вращения цилиндров и ветроколеса (ωцк=0, Фиг.7), турбулизаторы T1 и T2 воздействуют на положение точек отрыва потока (через механизмы, которые описаны выше) и создают асимметрию обтекания цилиндра: точка отрыва 7 находится дальше по потоку, чем точка 8. Возникает разность давлений на верхней и нижней сторонах цилиндра с появлением аэродинамической силы Yт, которая приводит ветроколесо во вращательное движение. Вращение ветроколеса передается через мультипликатор на электрогенератор, с которого вырабатываемая энергия подается на электроприводы вращения цилиндров. При вращении последних возникает сила Магнуса Yм, воздействие которой увеличивает частоту вращения ветроколеса и соответственно частоту вращения генератора, в результате чего достигается расчетный режим работы ветроустановки, соответствующий расчетной скорости ветра и установленной мощности генератора.
При пуске ветроколеса энергия генератора используется только для вращения цилиндров. После выхода на расчетный режим затраты мощности на вращение цилиндров составляют лишь незначительную часть полной мощности генератора. Эти затраты снижаются с уменьшением длины вращающейся части цилиндров. При отсутствии невращающейся корневой части затраты мощности на вращение составляют до 10 - 12%. При уменьшении длины вращающейся части цилиндров за счет невращающейся части эти затраты снижаются не менее чем в 1,5 раза. Более того, с увеличением скорости ветра выше расчетного значения влияние турбулизаторов увеличивается, а влияние вращения цилиндров, наоборот, уменьшается, что создает условия для дальнейшего снижения затрат мощности на вращение цилиндров вплоть до нулевого значения при достаточно больших скоростях ветра.
Рост влияния турбулизаторов с увеличением скорости ветра следует из того, что мощность любой ветроустановки имеет вид
N = K·CF·V3·S; S = d·LT,
где
K - коэффициент пропорциональности;
S - площадь (в данном случае S = d·Lт;
CF - коэффициент движущей силы ветроколеса, который зависит от величины подъемной силы и сопротивления цилиндра и является функцией коэффициентов C1 и C2, рассмотренных выше (см. фиг. 5, 6). Из формулы следует, что мощность пропорциональна кубу скорости ветра. Тогда при постоянных значениях K, C и S увеличение скорости ветра, например, в два раза приведет к увеличению мощности в 8 раз, что может превысить возможности вращающихся цилиндров и, следовательно, их вращения не потребуется, ветроколесо будет работать только за счет турбулизаторов.
С другой стороны, расчетный режим работы ветроколеса достигается при некотором оптимальном значении относительной скорости вращения цилиндров
Q=ωцd/2V=2-3,
откуда видно, что с увеличением скорости ветра, но при постоянной частоте вращения цилиндров ωц=const, величина Q уменьшается. Это означает снижение вклада вращающихся цилиндров в суммарную мощность ветроколеса, и, следовательно, затраты мощности на вращение цилиндров могут быть уменьшены по сравнению с условиями на расчетном режиме, при котором эти затраты были максимальными.
На фиг. 8 показана картина обтекания цилиндра на расчетном режиме. Вращение ветроколеса осуществляется под действием движущей силы F<Y=Yт+Yм, при тормозящем действии силы сопротивления цилиндров (на схеме не показана). При вращении ветроколеса возникает окружная составляющая скорости потока, и в результате суммарный поток, обтекающий каждый цилиндр с суммарной скоростью VΣ, поворачивается от первоначального направления (от вектора скорости V) на угол ϕΣ . Наиболее оптимальным условием при этом будет равенство углов ϕΣ = ϕ1 (изображено на фиг. 8). В этом случае турбулизатор T1 не создает движущей силы, но снижает сопротивление цилиндра, что повышает эффективность работы ветроколеса. Турбулизатор T2 на некоторой части своей длины оказывается при этом в аэродинамической тени, т.е. позади точки отрыва 8, куда он входит, начиная с концевых сечений, где окружная скорость выше, поэтому угол ϕΣ больше, чем в корневых сечениях. Изменение картины обтекания цилиндров, связанное с поворотом потока, создает условия для саморегулирования работы ветроколеса с помощью турбулизаторов T1 и T2.
Саморегулирование работы ветроколеса осуществляется следующим образом. При отклонении от расчетного режима, т.е. при увеличении или, наоборот, уменьшении частоты вращения ветроколеса от расчетного значения соответственно изменяется угол, характеризующий направление скорости VΣ суммарного потока, набегающего на цилиндр (см. фиг. 8). Это означает, что исходное, оптимальное условие ϕΣ1 нарушается, возникает угол рассогласования Δϕ11Σ≠0.
При наличии угла рассогласования под действием турбулизатора T1 появляется восстанавливающая сила ΔY1(Δϕ1), величина и знак которой изменяются в соответствии с графиком поведения коэффициента на фиг. 3 и 4. При увеличении частоты вращения ветроколеса будет угол Δϕ1<0, сила ΔY1<0, и наоборот, что способствует восстановлению исходного (расчетного) режима работы. Турбулизатор T2 в отличие от T1 осуществляет при этом саморегулирование за счет изменения длины активной части турбулизатора, находящейся вне аэродинамической тени. С увеличением частоты вращения ветроколеса, т.е. при Δϕ1<0, длина активной части турбулизатора T2 уменьшается, сила Y2 тоже уменьшается, и наоборот, что способствует восстановлению исходного режима работы.
На фиг. 9 по результатам испытаний в аэродинамической трубе ИТПМ при числе Re = 0,7·105 показана частота вращения ветроколеса nк в зависимости от величины относительной скорости вращения цилиндров Q=ωцd/2V при наличии турбулизаторов (кривая 9) и без них (кривая 10). Видно, что турбулизаторы обеспечивают самозапуск ветроколеса (nк > 0 при Q = 0), а также увеличение nк с ростом Q в области Q < 1, т.е. имеем улучшение характеристик ветроколеса по сравнению с вариантом без турбулизаторов. При Q < 0,5 ветроколесо без турбулизаторов не может быть запущено, а с турбулизаторами вращается с частотой, достаточной для начальной работы электрогенератора, обеспечивающей питание электроприводов вращения цилиндров. Вращение цилиндров, как уже отмечалось, способствует дальнейшему увеличению частоты вращения ветроколеса и достижению расчетного режима работы с саморегулированием за счет турбулизаторов T1 и T2. При необходимости дополнительное регулирование осуществляется изменением частоты вращения цилиндров, что наиболее эффективно при расчетной скорости ветра и отклонениях от нее до 50%. С увеличением скорости ветра более чем в два раза регулирование частотой вращения цилиндров будет неэффективным, как это видно из графика на фиг. 9.
Таким образом, регулирующее воздействие турбулизаторов T1 и T2 зависит от величины отклонения реальной скорости вращения ветроколеса от расчетного значения, что выражается углом рассогласования Δϕ1. Последний, в свою очередь, зависит от ряда параметров: длины турбулизаторов и угла их установки, скорости ветра и числа Рейнольдса, частоты вращения цилиндров. Выбором длины турбулизаторов и угла их установки обеспечиваются наиболее оптимальные условия как для самозапуска ветроколеса, так и для безопасной его работы при повышенных и штормовых скоростях ветра. Для этого на начальном этапе эксплуатации целесообразно уменьшить длину турбулизатора T2 до минимума, позволяющего обеспечить вместе с турбулизатором T1 самозапуск ветроколеса, и в то же время ограничить частоту его вращения до безопасного уровня при больших скоростях ветра. Необходимо иметь возможность последующего увеличения длины турбулизатора T2 в случае, если при увеличении скорости ветра частота вращения ветроколеса будет падать до значений ниже требуемых, как это происходит для ветроколеса без турбулизаторов, что видно из графика на фиг. 9.
Углы установки турбулизаторов, указанные выше , ϕ1=45o2=-90o, (см. п. 1 формулы изобретения), являются оптимальными для самозапуска ветроколеса, но недостаточно оптимальными для саморегулирования его работы, т.к. имеются ограничения по окружной скорости вращения цилиндров и ветроколеса, а также по числу Рейнольдса.
Для одновременного выполнения этих условий турбулизаторы устанавливают следующим образом (см. п. 2 формулы изобретения)


где R - радиус ветроколеса, r - расстояние от оси ветроколеса, k = 0,5 - 0,8 - коэффициент, зависящий от конструкции ветроустановки и режима работы, причем k < 0,6 при числах Re < Reкр и k > 0,6 при числах Re > Reкр. На вращающейся части цилиндров угол ϕ1 не должен превышать 45o.
Минимальная скорость ветра, при которой происходит запуск ветроколеса с вращающимися цилиндрами (с питанием их привода от аккумуляторов или другого внешнего источника энергии), составляет около 1 м/с. Скорость ветра, при которой происходит самозапуск ветроколеса под действием турбулизаторов без предварительного вращения цилиндров (полностью автономная работа), составляет около 3 м/с. Рабочий диапазон скоростей ветра для ветроколеса с вращающимися цилиндрами и с турбулизаторами составляет от 2 до 40 м/с, что значительно перекрывает аналогичный показатель для традиционных лопастных ветроустановок.
Формула изобретения: 1. Ветроустановка, содержащая ветроколесо с горизонтальной осью вращения и радиально установленными цилиндрами с концевыми шайбами и продольными турбулизаторами, а также привод цилиндров и электрогенератор, отличающаяся тем, что цилиндры выполнены составными из вращающейся концевой и невращающейся корневой частей и снабжены двумя турбулизаторами в виде трубок, расположенных вдоль цилиндров с угловыми координатами относительно направления ветра ϕ1= 45°, ϕ2= -90° и зазорами h1 = (0,1-0,2)d, 0<h>2<0,05d, причем диаметр трубок равен dт = (0,1-0,2)d, их длина Lт = Lн + aLв, где d - диаметр цилиндра; h1, h2 - расстояние от поверхности цилиндра до соответствующего турбулизатора; Lн - длина невращающейся части цилиндра; Lв - длина вращающейся части цилиндра; a = 0,2 - 0,8 - коэффициент, зависящий от конструкции установки и режима эксплуатации.
2. Ветроустановка, содержащая ветроколесо с горизонтальной осью вращения и радиально установленными цилиндрами с концевыми шайбами и продольными турбулизаторами, а также привод цилиндров и электрогенератор, отличающаяся тем, что цилиндры выполнены составными из вращающейся концевой и невращающейся корневой частей и снабжены двумя турбулизаторами в виде трубок, установленных по спирали вокруг оси цилиндров с угловыми координатами относительно направления ветра

где r - расстояние от оси ветроколеса;
R - радиус ветроколеса;
k = 0,5-0,8 - коэффициент, зависящий от конструкции ветроустановки и режима эксплуатации,
и зазорами h1 = (0,1-0,2)d, 0<h>2<0,05d, причем диаметр трубок равен dт = (0,1-0,2)d, их длина Lт = Lн + aLв, где d - диаметр цилиндра; h1 h2 - расстояние от поверхности цилиндра до соответствующего турбулизатора; Lн - длина невращающейся части цилиндра; Lв - длина вращающейся части; a = 0,2 - 0,8 - коэффициент, зависящий от конструкции установки и режима эксплуатации.
3. Способ работы ветроустановки, включающий запуск ветроколеса, генерирование энергии и ее регулирование, отличающийся тем, что осуществляют самозапуск ветроколеса за счет аэродинамической силы, создаваемой турбулизаторами на поверхности цилиндров, полученную энергию частично передают на привод подвижных частей цилиндров до достижения штатного режима работы установки и поддерживают этот режим постоянным за счет компенсирующих сил турбулизаторов и дополнительного регулирования частоты вращения цилиндров от номинальной до нуля.