حاسبة نسبة سرعة الطرف

نسبة سرعة الطرف (TSR) هي معلمة حاسمة في تصميم وتحليل توربينات الرياح، حيث تشير إلى كفاءة ريش التوربين في تحويل طاقة الرياح إلى طاقة دورانية.

صيغة نسبة سرعة الطرف

الصيغة لحساب نسبة سرعة الطرف بسيطة ولكنها حيوية لتحسين أداء توربينات الرياح:

\[ \text{TSR} = \frac{\text{TS}}{\text{WS}} \]

حيث:

• \(\text{TSR}\) هي نسبة سرعة الطرف،
• \(\text{TS}\) هي سرعة الطرف (بالأميال في الساعة أو العقد)،
• \(\text{WS}\) هي سرعة الرياح (بالأميال في الساعة أو العقد).

مثال على الحساب

لنطبق هذه الصيغة على المسائل المعطاة:

مثال مسئلة رقم 1:

• معطى:

  • سرعة الطرف (\(\text{TS}\)) = 15 ميل في الساعة،
  • سرعة الرياح (\(\text{WS}\)) = 30 ميل في الساعة.

• الحساب: \[ \text{TSR} = \frac{15}{30} = 0.5 \]

مثال مسئلة رقم 2:

• معطى:

  • سرعة الطرف (\(\text{TS}\)) = 16 ميل في الساعة،
  • سرعة الرياح (\(\text{WS}\)) = 40 ميل في الساعة.

• الحساب: \[ \text{TSR} = \frac{16}{40} = 0.4 \]

توضح هذه الأمثلة عملية حساب نسبة سرعة الطرف، وهي مقياس لكفاءة استخدام ريش توربين الرياح للرياح في توليد الطاقة.

أهمية نسبة سرعة الطرف

تعتبر نسبة سرعة الطرف المختارة بشكل جيد أمرًا بالغ الأهمية لتعظيم كفاءة توربينات الرياح. وهي تؤثر على:

• استخلاص الطاقة: تضمن قيم TSR المثلى استخراج أقصى قدر من الطاقة من الرياح.
• الضوضاء: يمكن أن يؤدي تقليل سرعة الريش (انخفاض TSR) إلى تقليل مستويات الضوضاء.
• المتانة: تساعد قيم TSR المناسبة في تقليل الإجهاد الميكانيكي على ريش التوربين.

أسئلة شائعة

1. ما هي نسبة سرعة الطرف المثالية لتوربينات الرياح؟

   • تختلف نسبة TSR المثلى باختلاف تصميم التوربين ولكنها تتراوح عادةً من 6 إلى 9 لتوربينات الرياح ذات المحور الأفقي.

2. هل تختلف نسبة سرعة الطرف مع سرعة الرياح؟

   • نعم، تختلف TSR مع سرعة الرياح. غالبًا ما تكون التوربينات مجهزة بأنظمة تحكم لضبط سرعة الدوار والحفاظ على TSR الأمثل عبر سرعات الرياح المختلفة.

3. كيف تؤثر TSR على ضوضاء التوربين وكفاءته؟

   • يمكن أن تؤدي قيم TSR الأعلى إلى كفاءة أعلى ولكنها قد تزيد من الضوضاء بسبب سرعات طرف الريش الأسرع. يعد موازنة TSR أمرًا ضروريًا لتحسين الأداء والتأثير البيئي على حد سواء.