ROTOR BOTIQ QANOTINING GEOMETRIK O‘LCHAMLARI VA ISHLASH DAVRI Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

UO'T 621.548.

ROTOR BOTIQ QANOTINING GEOMETRIK O'LCHAMLARI VA ISHLASH DAVRI

Dekhkonov Ulugbek Gofurovich, Namangan muhandislik-qurilish instituti, «Materiallar qarshiligi va mexanika» kafedrasi dotsenti.

electronic address: [email protected]

Sotvoldiyev Ilhomjon Iqboljon o'g'li, Namangan muhandislik-qurilish instituti, 3-bosqich talabasi. electronic address: [email protected]

Raxmatov Bobur Akmal o'g'li Namangan muhandislik-qurilish instituti, 2-bosqich talabasi. electronic address: [email protected]

Annotatsiya. Maqolada shamol agregati rotori konstruksiyasining aerodinamik xususiyatlari tahlil qilinadi. Qanotning geometrik o'lchamlari orasidagi bog'lanishlar aniqlanadi, qanotlarning ishlash davri oraliqlari topiladi. Ushbu xususiyat rotor konstruksiyasini loyihalashda asosiy ko'rsatkich ekanini ko'rsatib beriladi.

Аннотация. В статье проанализированы аэродинамические особенности конструкции ротора ветроэнергетической установки. Определены связьи между геометрическими размерами крыла, найдены интервалы рабочего периода крыльев. Показано, что эта особенность является основным показателем при проектировании конструкции ротора.

Annotation. The article analyzes the aerodynamic features of the rotor design of a wind power plant. The connections between the geometric dimensions of the wing are determined, and the intervals of the working period of the wings are found. It is shown that this feature is the main indicator when designing the rotor structure.

Kalit so'zlar: differensial tenglamalar, raqamli usul, shamol, rotor, montaj, qanotlar, bosim, egri maydon, chiziqli tezlik, burchak tezligi, impuls.

Ключевые слова: Дифференциальные уравнения, численный метод, ветер, ротор, агрегат, крылья, давление, криволинейная площадь, линейная скорость, угловая скорость, импульс

Key words: Differential equations, numerical method, wind, rotor, assembly, wings, pressure, curved area, linear velocity, angular velocity, momentum.

Kirish: Shamol agregatining yangi konstruksiyasini o'ziga hos tamonlariga asoslanib gomemetrik parametlarining o'zaro funktsional bog'lanishlarini topish, olingan natijaga ko'ra uning qanotlari ishchi oraliqlarini aniqlash shamol agregatining ishlab chiqaruvchi quvvatini hisoblash maqsadida olib boriladi. Bunda mexanika va matematika fanlarining hisoblash uslublariga tayanadi. Maqolaning so'nggida ushbu natijalar aniqlanadi. Ushbu natijalar konstruksiyaning matematik modelini tuzishda bosh masala hisoblanadi.

Rotorning matematik modulini tuzishdan oldin konstruksiyaning ma'lum bo'lgan qiymatlariga asoslanib uning zaruriy geometrik o'lchamlarini aniqlab olish zarur [1], [2].

1-shaklda rotor qanoti tasvirlangan. Bunda uning oldindan ma'lum bo'lgan qiymatlari quyidagilar: Qanot radiusi £, rotor o'qidan birinchi plastinkagacha bo'lgan masofa d, uning ochiqlik koeffitsiyenti k=d/l , qanot yoyini tashkil etuvchi burchagi a1=n/4, qanotning o'rtaligidagi

'7Г

ochiq yuzasini tashkil etuvchi burchaklar aFD = aDG = — , [3], [4], [5]

Qurilish va ta 'lim ilmiy jurnali Maxsus son №1 https://jurnal. qurilishtalm. uz/

13

l-shakl. Rotor botiq qanotining geometrik o'lchamlarini aniqlash.

Bu yerda, ^ burulish burchagi bo'lib, rotor qanotining shamol tezligi vektori bilan tashkil etgan 0X va |0B| orasidagi burchak, 0<a<900, ô= r; 0X, ß=|00l|; |0B|, Z0lAD=450=al, Z0lDB=45°=al

Yuqorida keltirilgan qiymatlarga asoslanib quyidagilarni aniqlaymimz [б], [7]: l-d

R = |OlA| = |OlB| = |OlD|= -j=- - qanotning egrilik radiusi

l-d

|AB|= 2 R sin al = 2 a a= - vatar uzunligi

I = |OM |+ |AB|= d + 2 a - qanot radiusi

k = d / 1 d = k * 1 - qanotning ochiqlik koeffitsiyenti

|DE| =R - R cos al - segment balandligi

(l)

OlC =

(2a)3

282

= --R

12 -F 342

markazigacha bo'lgan masofa, F - segment yuzi. |CD| = R - |OlC|

|EC| = |OlC| - |OlE| = |OlC| -R- cos- = |OlC| - — • R

42

- Rotor qanoti yoyi markazidan uning segmenti geometrik

Ushbu ko'rsatkichlar rotorning barcha qanotlari uchun o'zgarmasdir, ulardan foydalanib rotor qanotining egrilik tenglamasini tuzamiz.

Qanotning egriligi tenlamasini topamiz: Shakldan ko'rinib turibdiki qanot yoyining tenglamasi aylana tenglamasidan iborat bo'ladi [В], [9]:

(х - Xl)2 + (у - Yl)2 = R2

(2)

Qurilish va ta 'lim ilmiy jurnali Maxsus son №1 https://jurnal. qurilishtalim. uz/

l4

Markazi 01 nuqtada bo'lgan aylana egri chizig'i radiusini topamiz. Bunda a burchak qanot yoyining yarmi 450 ekanini eslatamiz, ya'ni qanot yoyining to'la uzunligi aylananing to'rtdan birini tashkil etadi.

_ . t R R

a =R • si^— =-j= AeMax, a =-j= (3)

Ikkinchi tomondan, t - d = 2a a = ~~~ (4)

U holda, qanotning egrilik radiusi quyidagicha bo'ladi.

42 42

Yoyning markazi 01 dan C nuqtagacha bo'lgan masofa,

r = t_j = ¿O-k) (5)

O1C = = (6)

12 -F 342_

ekanidan, pp| = ^ |p C2 +(d + a )2 (7)

ni yozishimiz mumkin.

Agar 1-shakldan ß burchakni ß = arctg-

|01C|

t • k + a

(8)

ekanini inobatga olsak, yoy markazi koordinatalari 01(X1; Y1)

Xi = pip • cos(^ - ß) Yi = pip • sin(^ - ß) (9)

qiymatga ega bo'ladi (1-shaklga qarang). (8) tenglamada ß ning o'zgarmas qiymatga ega ekanini bilgan holda, yoy markazi koordinatalari faqat 9 burchakka bog'liq tarzda o'zgarishini ko'rish mumkin [10].

Yuqoridagi aniqlangan ifodalar yordamida qanot egrilik radiusi tenglamasini yozishimiz mumkin.

(x - pip • cos(^-ß))2 + (y - pip • sin^-ß)) =[tl(1-k)^] (10)

(10) tenglamani u ga nisbatan yechamiz. Bunda qisqa o'zgartirishlarni amalga oshirib va quyidagicha belgilashlar kiritib olsak,

|2 t2 • (i - k)2

A=-2^|0i0| •sin(^-ß); B=-2^|010| •cosfo-ß); C = piOf

J10| ^sin(^-ß); B—2^010, , i ,

tenglamani quyidagi oddiy holga keltiramiz,

y2 + A • y + x2 + B • x + C = O (11)

Bu tenglama u ga nisbatan kvadrat tenglama bo'lib uning yechimi

- A ±JA2 - 4 • (x2 - B • x + C)

y =-1-j-1 (12)

bo'ladi. Bu qanot yoyining tenglamasidir. Uni radius vektor r ni topishda qo'llashimiz mumkin.

Qurilish va ta 'lim ilmiy jurnali Maxsus son №1 https://jurnal. qurilishtalim. uz/

15

2-shakl: Rotor qanotining aktiv holatga kirishi va undan chiqishi holatlari.

Rotor harakatiga ko'ra H doira qismidan tashkil topgan qanot yoyi markazi OoO dan Oi gacha bo'lgan koordinatalar oralig'ida aylana chiziq chizadi, chunki |OOi| kesma o'zgarmasdir (2-shakl) [11]:

Radius vektor r ning a ga bog'likligini ko'rsatuvchi qiymatini aniqlaymiz: Aytaylik yoyning ixtiyoriy SDi nuqtasiga r = |0S«| radius vektor o'tkazilgan bo'lsin. Bunda 9=ZSOiO, a2=ZAOOi va a=ZSOiA burchaklarni belgilaylik (1-shakl), [12].

Radius vektorning ifodasi kosinuslar teoremasiga asosan,

r = JR2 + \001\2 — 2 • R • \001\• cos в (13)

ekanini yozamiz. Bunda в = аз + a,i. Agar a burchakni [00; 900] oraliqda qiymatlarni qabul qiluvchi o'zgaruvi ekanin inobatga olsak [12], аз burchakning qiymatini topish yetarli.

Bunda, ZA0iF=40,5°, ZD0iF=4,5°, ZD0iG=4,5°, ZG0iB=40,5° va burchakning to'la qiymati 0 < а < 900 oralig'ida bo'ladi.

d R

d • cosa + R • cosa = I00J -=-

sin a sin а

Ifodalardan quyidagilar ma'lum bo'ladi:

|00 -R • cosa | • R ■

cosa = —1--sina = _ • sina

d d

Tenglamalardan almashtirishlar yordamida, a3 ni topamiz:

\010\2+R2-d2 f\010\2+R2-d2\

cos a3 =-;-;—a3 = arc cos (-;-;—) (14)

3 2 ■R-\010\ 3 \ 2 ■R-\010\ ) v '

U holda,

r = Jr2 + \ООг\2 — 2 • \OOx\ • cos (a + arccos i^01^-2)) (15)

ekanini aniqlaymiz. Demak, radius qiymati r = f(a) bog'lanishdan iborat bo'ladi (3-

shakl)

1- va 15- tenglamalardan ko'rinadiki, a=00 da (A nuqtada)

r = jR2 + \001\2 — 2 • \OOi\ • R • cos [arc cos i^01^-2)] = d

a=900 da (B nuqtada)

r = jR2 + |00x|2 + 2 • |00!| •R^sin [arc cos (M2+^n)]

= I

Qiymatlarni qabul qiladi.

B K

Urot.

3-shakl. Radius qiymatining = f(a) bog'lanishiga doir.

Endi ushbu rotor qanotlari davrining ishlashchi holati bilan tanishaylik.

Har biri uchtadan qanoti bo'lgan ikki yarusli rotorning harakatlantiruvchi momentini aniqlashda ular har davrda shamol oqimiga nisbatan qanday yuzalari bilan bosim hosil qilishini aniqlash kerak. Ma'lumki, shamol agregati rotorining qanotlari soni nechta bo'lishidan qat'i nazar faqat 2 ta qanotigina ishchi holatda bo'ladi. Ular o'z davrlarida turli holatlarni qabul qiladi [13], [14].

Qanotlarining ishchi holatlari ularning shamol oqimi vektoriga nisbatan joylashishiga k o'ra 3 ta holatda bo'ladi. Rotorning qanotlar soni 3 ta bo'lganda u maksimal f.i.k. ga erishgani uchun hisoblarni 3 ta qanotli rotor uchun tahlil olib boramiz. Bundan ko'rinadika birinchi va ikkinchi yarusning, har birini alohida olinganda, ishchi davri 1200 ga teng. Shuning uchun bitta yarusning ishchi holatini o'rganib chqiqish kifoya qiladi. Ikkinchisining xarakteri esa birinchi yarusning xarakterini 600 li kechikkan ko'rinishidir. Shunda rotorning umumiy yaruslarini yahlit olgandagi davri 600 ga teng bo'ladi, [15].

Bunda qanotning radiusi l, rotor markaziy o'qidan uning birinchi plastinka o'qigacha

bo'lgan ochiq masofasi d va k = d -qantoning ochiqlik koeffitsiyenti, yarus qanotlari orasidagi

l

burchak esa 1200 deb olishimiz mumkin.

Yarus qanotlarining ishchi oralig'larini aniqlashdan oldin bizlarga ma'lum bo'lgan uning geometrik qiymatlarini keltiramiz:

Qanotning shamol yo'nalishi vektori bilan hosil qilgan burchagi, xujum burchagini p deb olamiz. Shamol oqimini birinchi bo'lib qarshi oluvchi qanoti 1-aktiv, aktiv qanot to'sib qo'yuvchi (1200 burchak oldin o'tib ketgan) qanotni 2-qisman aktiv qanot deb nomlaymiz. Quyida keltiriluvchi tenglamalarda ç burchagi 1-qanotning burilish burchagidir. Shu bilan birga shakllar sxematik xarakterga ega ekanin eslatib o'tamiz [16], [17].

1-holat. 1-qanot ishchi davrga kirishi bilan boshlanadi. 2-qanot esa aktiv holatda bo'ladi (4-shakl). U 5-shakldan ko'rinib turibdiki p = 0 dan Isinp = d ■ sin (p+1200) tenglik qaror topgunga qadar bo'lgan oraliq rotor yarusining 1-holatidir (4-shakl) [18].

Tenglikni yechib, 1-holatdan chiqish chegaraviy burchagini topamiz:

p = arc ctg (16)

Burilish burchaginig ushbu qiymati 1-holatning tugashi chegarasi hisoblanadi. Bu oraliqda har ikki qanot aktiv holatda bo'ladi (S-shakl).

a).

4 - shakl: 1-holatga kirish.

6)

S - shakl: 1 - holatdan chiqish.

1-holat davrida 1-qanotning AF qismi, 2 - qanotning AF va GB qismlari ishlashini ko'rish qiyin emas, FG qismi esa shamol oqimini o'tkazib yuboruvchi ochiq yuzadan iborat [19].

2-holat. Bu holatda 1-qanot 2-qanotni to'sa boshlaydi (6-shakl) va bu oralaiq uni to'la tusib qo'ygunga qadar davom etadi (7-shakl). Bunda 1-qanot to'la, 2-qanot esa qisman aktiv holatga o'ta boshlaydi. 2-qanot 1-qanot hisobiga pastki A nuqtasi tamonidan to'sila boshlaydi va

'К -----

uning - - a4 burchak asosiga qurilgan Sa4B yoy qismigina ishchi yuza bo'ladi.

Qurilish va ta 'lim ilmiy jurnali Maxsus son №1 https://jurnal. qurilishtalim. uz/

18

Shakldan, rotor yarusining 2-holatdan chiqishi quyidagi tenglik

£-sinp = I ■sin ((+120°) (17)

yuzaga kelgan holat yuz beradi (6-shakl). Bundan,

sinp = sinp ■ cos 120° + cos(^ sin120° Ya'ni, (p=arc ctg 43 (18)

Ekanini aniqlaymiz. Rotor qanotlari 2 - holatdan chiqadi. 6-shaklda ko'rsatilganidek 2-qanotning qandaydir a4 gradusga mos keluvchi yuza qismi to'silib qoladi.

3-holat. Rotor yarusining 2-qanoti 1-qanot ortidan qisman ishchi holatga o'tadi (8-shakl). Unda 2-holatdan farqi, 2-qanot pastki A nuqtasidan shamol yo'nalishida ochilib, 2-qanotning

qandaydir 05 gradusga mos keluvchi ASa5 yoy asosiga qurilgan yuza qismi ishlaydi. Shaklda S nuqta G nuqta ustiga tushib qolgan

2- va 3- holatlarda yuzaga kelgan 04 va 05 burchaklar rotorning harakatiga bog'liq, ya'ni p burchak ortib borgani bilan o'zgarib boradi.

8-shakl: Rotor yarusining 3-ishchi holati intervallari.

8 - shakldan ko'rinadiki, 2-qanot 1-qanotning ortidan to'la chiqish chegarasi

d-sinp =1 • sin(p+1200) (19)

tenglama qaror topgandan boshlab yuz beradi. Demak,

p = arc ctg p^+T1) (20)

chegaraviy qiymat bo'ladi

4-holat: 2-qanot 1-qanot to'shidan chiqadi va bunda GB qismi to'la tshliq ishchi holatga o'tadi. U 1-qanotning buralish burchagi 60° gradusga burulguncha davom etadi. Bu rotor yarusining 4-hoadi bo'ladi 8-shakl. 1-qanot 60° ga burilganida 2- qanot passiv holatga o'tadi, rotor yarusida faqat 1-qanot aktiv holatda qoladi, u 1200 ga burilganida 3-qanot 4.-shakldagidek ko'rinish oladi, faqat 1-qanot 2-qanot vazifasiga, 3-qanot esa 1-qanot holatiga keladi. Bu holat rotorning aylanish davri 120° ni tashkil etishini ko'rsatadi.

V»^ Y > \

_

1 /

->-

— -0 ü

0 x

9-shakl: Rotor yarusining 4-ishchi holati.

E'tibor qilinsa, qanotlarning aktiv davri uzaytirilgan, qanotlarning ochiqliq koeffitsiyenti, dastlabki hisoblarga ko'ra k qanot radusi I ga nisbatan 50-60 foizini tashkil etadi.

Yuqoridagilarni inobatga olib holatlarning intervallari va unga mos keluvchi ishchi qanotlar haqida ma'lumot beruvchi jadvalni keltiramiz:

1-jadval

Holatlar Rotor yarusi qanotlarning holat intervallari Ishchi qanotlar

(p0 дан pi гача

1 0 p< arc ctg (^J 1-Saf, 2-Sab

2 p> arc ctg (^J p < arc ctg V3 1- Saf 2-Sa4b

3 p > arc ctg V3 p < narc ctg ) 1-Sab, 2-Saa5

4 p>arc ctg ( ^ ) p< 2n/3 1-Sab, 2- Sgb

Jadvalda, keltirilgan belgilar:

1- Saf - aktiv qanotningAG' qismi; 2-Sab - 2- aktiv qanotningАВ qismi;

2- Sa4B -2 chi aktiv qanotning 90- a4 burchak asosidagi a4B yoy qismi; 2-Sa5A 2 chi aktiv qanotning as burchak asosidagi Aas yoy qismi

Ikkinchi yarus qanotlarining xarakterli holatlari yuqoridagi birinchi yarusning qanotlari holatlarini takrorlaydi, faqat <p burchak 600 ga siljigan holda bo'ladi.

ADABIYOTLAR

1. Gafurovich, D. U., & Sotivoldievich, Z. M. (2021). The use of non-conventional power sources is a requirement of the period. Academicia Globe, 2(07), 121-126.

2. Gafurovich, D. U. (2021). Analysis of the Solution and Results of the Differential Equation of Wind Aggregate Motion. Design Engineering, 5618-5627.

3. Ulugbek, D., & Yodgorjon, T. (2021). Rotors Of Wind Aggregates and Their Construction Problems. International Journal of Progressive Sciences and Technologies, 27(1), 148-154.

4. Gafurovich, D. U. (2021). Analysis of the Solution and Results of the Differential Equation of Wind Aggregate Motion. Design Engineering, 5618-5627.

5. Dehkanov, U. G., Makhmudov, Z. S., & Azamov, Q. S. (2022). General Equation of the Moment of a Concave Wing. Web of Scholars: Multidimensional Research Journal, 1(6), 70-74.

6. Махмудов, З. С., & Дехканов, У. Г. (2021). Повышение благосостояния народа-основная цел государства. Электронный инновaционный вестник, (3), 12-14

7. Ulugbek, D., Yodgor, T., Utkirbek, O., & Kodirjon, A. (2022). Determining the optimal angular velocity of a vertical axis rotor wind unit. Jundishapur Journal of Microbiology Research Article Published online, 3298-3304.

8. Dehkanov, U. G., Makhmudov, Z. S., & Azamov, Q. S. (2022). Practical Equation of Torque for a Concave Wing Rotor Drive. Web of Scholars: Multidimensional Research Journal, 1(6), 230-234.

9. Dehkanov, U. G., Makhmudov, Z. S., & Azamov, Q. S. (2022). General Equation of the Moment of a Concave Wing. Web of Scholars: Multidimensional Research Journal, 1(6), 70-74.

10. Gafurovich, D. U. (2021). Analysis of the Solution and Results of the Differential Equation of Wind Aggregate Motion. Design Engineering, 5618-5627.

11. Dehkanov, U. G., Makhmudov, Z. S., & Azamov, Q. S. (2022). General Equation of the Moment of a Concave Wing. Web of Scholars: Multidimensional Research Journal, 1(6), 70-74.

12. Деhqонов, У. G'., & Исабоев, Sh. М. (2022). Shамол агрегати фойдали qаршилик моментининг зарурий qиймати. BARQARORLIK VA YETAKCHI TADQIQOTLAR ONLAYN ILMIY JURNALI, 216-222.

13. Деhqонов, У. G'., Нажмиддинов, И. Б., & Уришев, O'. G'. (2022). Ротор ишчи qанотларини ан^лаш. BARQARORLIK VA YETAKCHI TADQIQOTLAR ONLAYN ILMIY JURNALI, 199-204.

14. Деhqонов, У. G'., Исабоев, Sh. М., & Уришев, O'. G'. (2022). Ротор моментининг характеристикаси. BARQARORLIK VA YETAKCHI TADQIQOTLAR ONLAYN ILMIY JURNALI, 205-215.

15. Деhqонов, У. G'., Нажмиддинов, И. Б., & Уришев, O'. G'. (2022). Ротор ишчи qанотларини аниqлаш. BARQARORLIK VA YETAKCHI TADQIQOTLAR ONLAYN ILMIY JURNALI, 199-204.

16. Gafurovich, D. U. Analysis of the solution and results of the differential of equation of wind aggregate motion. Design Engineering, 5618-5627.

17. Gafurovich, D. U. (2021). Analysis of the Solution and Results of the Differential Equation of Wind Aggregate Motion. Design Engineering, 5618-5627.

18. Жо'раев, А., & Деhqонов, У. G'. Shамол qурилмасининг hаракатлантирувчи моменти ва qувватининг х,исоби, Механика муаммолари. Тошкент, №.

19. Ulugbek, D., & Yodgorjon, T. (2021). Rotors Of Wind Aggregates and Their Construction Problems, International Journal of Progressive Sciences and Technologies (IJPSAT).