Рожкова Л. Г. Нові форми профілів лопатей вертикально-осьових вітроустановок середньої швидкохідності.

У дисертації на основі аналізу літературних даних доведені можливість та доцільність створення нового класу вертикально-осьових вітроустановок (ВУ) - середньої швидкохідності, котрі працюють в зоні значень коефіцієнта швидкохідності від 1 до 3. До цього часу цей діапазон практично не використовувався через відсутність відповідних ВУ. Розглянуто нестаціонарний характер обтікання лопатей у роторі вертикально-осьових ВУ і показано, що традиційні крилові лопаті не можуть бути ефективними в ВУ середньої швидкохідності з огляду на особливості аеродинаміки вітроколеса. Прийнята концепція розробки форм профілів лопатей вертикально-осьових ВУ середньої швидкохідності, згідно з якою одною із основних якостей лопаті повинна бути адаптивність до умов обтікання. Запропоновані нові форми профілів лопатей, що відповідають даній потребі та виконано великий обсяг експериментальних досліджень як одиночних лопатей, так і роторів ВУ. У результаті експериментів, проведених в аеродинамічній трубі ХАІ, дослідному гідробасейні та гідролотку Інституту гідромеханіки НАН України, на аеродинамічному стенді СумДУ, а також на натурних зразках вітроустановок потужністю 1 кВт і 2 кВт, одержані коефіцієнти Су і Сх для лопатей КН (з криловим незамкнутим профілем) при круговому обтіканні, картини їх обтікання при різних кутах атаки , характеристики потужності роторів з лопатями КН і двохелементними лопатями та відібрані найбільш ефективні лопаті для ВУ середньої швидкохідності: модифікація КН-6 і двохелементні біпрофільні; дані лопаті забезпечують самозапуск ротору та досягнення високих значень коефіцієнта використання енергії вітру як при малих, так і при великих його швидкостях. Для двохелементних лопатей знайдено найбільш сприятливі варіанти геометрії профілів та їх відносного розташування. Запропонована методика розрахунку геометричних параметрів вітроколеса, експлуатаційних характеристик на базі одержаних модельних характеристик потужності ВУ з розробленими лопатями. Визначені критерії вибору кріплення лопатей і рекомендовані найбільш вдалі варіанти з використанням літературних даних та результатів досліджень, виконаних в лабораторії вітроенергетики СумДУ. Виконана робота містить практично значущі результати для подальшого розвитку вітроенергетики.