Недавно сделал модель парусного ветряка, собственной конструкции, - работает.
Требуется расчёт для вычисления мощности, момента и т.д....,
для ветров в пределах от 1, до 4-х метров в секунду.
Расчёт сделал и сам,- по классическим формулам, - не поверил, - что-то многовато получилось 😎 .
Пересчитал эмпирически (на опытах), - получилось ещё больше 😳🤢.
Кто поможет расчитать правильно (с вашей точки зрения), специалисты есть?
Условия таковы:
1.Угол "падения" условно ламинарного воздушного потока на плоскость =90 градусов.
2. Скорость потока = от 1, до 4 метров в секунду (можно посчитать просто для 1-го метра в секунду).
3. Условная площадь плоскости перпендикулярной потоку воздуха = 1 см квадратный.
Непонятки: Не совсем понятно количество поглощаемой плоскостью энергии ударяющегося в неё потока воздуха, при условиях возникновения обтекания плоскости газом уже отдавшим принимающей плоскости часть(?) энергии, и возникающих при этом завихрениях, перед плоскостью, с боков от неё, и сзади.
Заранее благодарю коллеги.
Самоделкин.
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.
Воздух не ударяется, он именно обтекает. Сопротивление потоку приводит к возникновению давления. Профили лопастей лучше использовать стандартные. Для ветряков у меня нет никакой информации. Поищите инфу по лопастям в поисковике.
Возможно я выразился не совсем корректно, из-за того что торопился,
- прошу прощения.
Не уверен что при взаимодействии плоскости с потоком газа под прямым углом, эту плоскость можно называть лопастью, хотя в прочем, у колёсных пароходов тоже были лопасти.
Кстати, удар, или нет, это ещё вопрос, ибо поток газа, это всего лишь поток большого количества микротел, а тело как раз может удариться об плоскость и отскочить от неё(или не отскочить - зависит от характеристик материалов).
Однонаправленное движение большого количества микротел, просто привносит небольшие изменения в этот процесс.
Интересно,- сопротивление движению падающей лавине из кирпичей (макротела), докой встретившейся у этой лавине на пути, тоже можно назвать обтеканием доски?😀 Не уверен.
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.
Самоделкин Пост: #114939 От 12.May.2008 (10:30)
Приветствую коллеги.
Недавно сделал модель парусного ветряка,
Если речь идёт о парусном ветроколесе с осью, параллельной ветру (Cretan sail windmill), то при расчёте параметров необходимо исходить из КИЭВ = ~27-28 % (механический, на оси), который для колёс с такими парусами был показан в книге John A. C. Kentfield, The Fundamentals of Wind-driven Water Pumpers, Taylor & Francis, 1996 [ссылка]
а также в книге Войцеховский Б.В., Войцеховская Ф.Ф., Войцеховский М.Б. Микромодульная ветроэнергетика (Новосибирск, 1995. - 71 с.) [ссылка]
Ссылки на руководства по постройке таких колёс даны тут: [ссылка]
Вообще на сегодняшний день результаты компьютерного моделирования аэродинамики паруса всё ещё далеки от реальности. Из отчёта о последней конференции: "В настоящее время существуют три основных подхода в аэродинамике (паруса): натурный эксперимент и испытания в аэродинамической трубе, а также вычислительные CFD-методы. В этом направлении усиленно работают немцы во главе с профессором Каи Графом из Кильского университета, итальянцы во главе с профессором Фабио Фосати (член технического комитета ORC), бельгийцы из Института аэродинамики Кармана и, конечно же, хозяева конференции из Университета Окленда под руководством профессоров Питера Ричардса и Ричарда Флэя."
как раз может удариться об плоскость и отскочить от неё
Именно так. Это справедливо для жидкостей и газов. Для кирпичей сомнительно. Я же говорю, главное - давление. А давление (по Паскалю) равно массе на единицу площади. В простейших расчётах учитывают именно перепады масс и давлений.
Вот если взять доску и поместить её в воздушный поток, то перед ней (куда "ударяет" воздух) появится давление, которое будет её отталкивать. А если взять ту же доску и двигать её в неподвижном воздухе, образуется две области давления: одна повышенного (перед доской), другая пониженного (позади доски). Естественно первая будет давить на неё, а другая тянуть к себе. Именно поэтому для уменьшения аэродинамического сопротивления форму делают такой, чтобы эти области не образовывались.
Но это написано просто для понимания процесса. С треугольными парусами вообще беда, там лучше эксперимент, чем расчёты.
Ну а что касается постройки ветряка, то я могу посоветовать поискать ближайшие вертолётные полки. Вертолётные лопасти имеют ограниченный срок хранения. Если даже они не использовались и хранились в идеальных условиях, просроченные лопасти всё равно списывают. Если что, неплохо бы и генератор перекоса готовый поискать или с самолёта привод винта. Шаг винта можно и вручную подкручивать, мудрить не обязательно.
Вобщем лучше готовое применить. Так оно быстрее будет.
JurisIndulens - Спасибо за помощь.
Но дело в том, что речь идёт об ВЭУ с осью перпендикулярной (чаще всего) потоку.
Проще говоря, - с вертикальной осью.
И с как уже говорилось выше, - меня интересует процент поглощения энергии ламинарного потока воздуха, находящейся в нём и стоящей перпендикулярно потоку пластиной (КПД).
Я думаю вы не будете спорить с тем, что при падении тела на поверхность другого тела под прямым углом, падающее тело отдаёт больше энергии, чем при рикошете от плоскости при других углах падения и отражения?
ert_zeb - всё высказанное вами я уже знаю, но для совершения вычислений, требуется выяснить несколько вопросов.
С чего начинаются вычисления для ветряка?
1.- Правильно!
С вычисления энергии, которую несёт поток воздуха (ветер), при определённой скорости, при которой мы собираемся этот самый ветер использовать (проще говоря, - выясняем силу, с которой ветер давит на определённую площадь, например сантиметр квадратный, - как я предложил выше).
А уже от полученного при этом вычислении результата, мы начинаем считать дальше (угол падения-отражения, КПД- % поглощения на сопротивление конструкции и % ушедший на совершение полезной работы, то есть, - на вращение ветряка).
Так как же нам для начала вычислить силу-энергию-давление ветра на перпендикулярную ему плоскость площадью 1 см квадратный?
Если использовать для этого стандартную формулу Энштейна, - где Энергия= Масса умножить на Скорость в квадрате,
то возникает вопрос, - откуда он взял квадрат?
---------------------------------------------------------------------
По деталям от вертолёта, я думаю что это наверное будет несколько дороговато, хотя я могу оказаться и не прав.
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.
В авиации есть такое понятие как тяга винта. Непомню как именно считается, но она снижается с ростом скорости ЛА. Здесь (в случае ветряка) у нас обратная ситуация: с ростом скорости винта снизится давление на него.
Надо состряпать простую модель и нарисовать графики с убывающими экспонентами для разных углов лопасти. Зная мощность генератора можно будет в соответствии с заданным давлением воздушного потока прикинуть нужный размер винта. А в зависимости от скорости потока подобрать параметры лопасти. Но это всё сумбурно, ветряки я не проектировал. Вот, учусь теперь.😊
Полный комплект вертолётных лопастей стоит около $30000 (если склероз не изменяет). Но списанные столько не стоят. Там другая проблема - в них нагреватель есть. Его можно в трёхфазную сеть включать и как обогреватель использовать. Например тёплый гараж сделать. Поэтому за просто так не отдадут.
А, вот ещё. Додумался посмотреть в поисковике. Тут в статье показаны графики зависимости тяги от параметров лопастей.
ert_zeb -
1.Предлагаемую мной конструкцию, врядли можно назвать винтом, потому что сопротивление его плоскостей набегающему потоку ветра, происходит не по касательной (как у различных винтов), а под прямым углом. По этому его скорее можно назвать поперечной турбиной.
2. Спасибо за ссылку, - почитаю.
3. Так кто может ответить на вопрос, - Откуда Альберт взял свой квадрат скорости в своей формуле?
4. Незнайка - Скорость вращения ротора, не является синонимом мощности.
Ротор может вращаться и медленно, но при этом,- через редуктор передавать большую механическую мощность на 1 или 2 соосных генератора (в зависимости от скорости ветра), с регуляцией снимаемой с генераторов мощности.
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.
Итак начинаем расчёт:
1. Мощность потока ветра в расчётом на 1 сантиметр квадратный, при условии того, что эта плоскость площадью =1см квадратный, стоит на пути условно-ламинарного потока ветра ,перпендикулярно воздушному потоку.
Скорость ветра = 1 метр в секунду.
Итак, берём энциклопедию и читаем - Воздух, плотность =1,2928 грамм на литр.
Сразу возникает вопрос, - это масса покоя, или взвешивание двух колб,
одна из которых заполнена вакуумом, а другая воздухом с давлением = 1 атмосфера?
Ладно, допустим это вес.
Дальше, - 1 литр=1дм кубический (дециметр кубический).
В дециметре =1000 см кубичесих.
Значит для нахождения веса 1 кубического см; воздуха, надо 1 кубический дм, разделить на 1000.
Делим:
1,2928:1000=0,0012928 г.
Значит 1см кубический воздуха имеет вес=0,0012928 г.
Теперь нам нужно получит вес столбика воздуха размерами
1 на 1 и на 100см,
то есть объёмом =100см кубических(по длинне метра - ведь скорость ветра = 1м в секунду).
Умножаем:
0,0012928
.
100
_________
0,12829 г.
Так, вес мы получили, но на сколько я понимаю, он равен массе покоя,
а нам нужно давление на 1см квадратный, при условии движения воздуха со скоростью 1 м/с.
Если взять эти 0,12829 г и умножить на скорость движения,
(0,12829 на 100=12,829 г/см квадратный)
то получим как видно вы выше написанном решении 12,829 г/см квадратный, - что уже похоже на правду.
Но если взять для вычисления формулу Альберта Эйнштейна, -
Е= Массу умножить на Скорость в квадрате,
то получим:
0,12829
.
1000
_______
128,29 г/см квадратный.
И это при 1 метре в секунду!
Не правда ли,- мало похоже на правду?
Вот по этому и спрашивается, - откуда Эйнштейн взял этот квадрат, который к числителю скорости приделал?
----------------------------------------------------------------------
Прошу указывать на ошибки и у кого есть возможность,- приборами измерить давление воздуха на 1см квадратный, при скорости ветра = 1м/c и перпендикулярном положении паруса по отношению к потоку ветра.
От этого будет зависеть дальнейшая судьба парусных ветряков.
Ваш коллега Самоделкин.
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.
И я о том же. Примерно под прямым углом. Только вертолётные лопасти вертикально не ставят, поэтому сразу расчёты выдать не могу. Но шаг всё равно желательно сделать изменяемым в зависимости от скорости ветра. Т.е. при слабом ветре делать больший угол для повышения тяги, при сильном уменьшать для повышения КПД.
Откуда Альберт взял свой квадрат скорости в своей формуле?
Это достаточно сложный вопрос. Учитывая, что речь идёт о математике с преобразованиями Лоренца при минимуме физики, достаточно сложно дать физическую трактовку явления. Лучше всего обратиться к Иерониму - он Эйнштейнист до мозга костей. Вобщем грамотный очень. Попробую объяснить как смогу.
В импульсной механике энергия импульса равна P=mv^2. Примерно можно сказать так: при постоянной массе энергия пропорциональна квадрату скорости. Эйнштейн, постулировав постоянство скорости света, фактически ввёл неподвижную систему отсчёта. Называйте её хоть эфиром, хоть кефиром, в его теории он когда надо то появляется, то исчезает. Ну так вот, теперь получаем формулу энергии массы покоя, которая образуется при движении частицы со скоростью, отличной от абсолютной. Т.е. теперь скорось - постоянная величина, а масса - нет. Иными словами вместо роста скорости растёт масса. E=mc^2. Объяснение немного неправильное, но думаю доходчивое.
Скорость вращения ротора, не является синонимом мощности.
А я этого не утверждал. Я говорил о тяге винта. Она непосредственно определяется мощностью двигателя. Только я не помню как это считается.😏 Скорость надо учитывать для подбора характеристик винта. Чтобы уменьшить его скольжение и повысить КПД. А соотношение его выходных характеристик привести в соответствие с генератором с помощью редуктора. Расчёт самого редуктора (ИМХО) делать необязательно. Т.к. можно сделать ременную передачу и в широких пределах подбирать колёсики.
Итак начинаем расчёт:
Если обратить внимание на единицы измерения давления в приведённом мною документе, несложно заметить в качестве величины килограмм-силу (вместо Паскалей). Это не случайность, так изначально проще было считать давление вертикального столба воды на лопатки турбин. И во всех расчётах применяют именно её.
Но можно (наверное) пока оставить в покое давление на лопасти и прикинуть кинетическую энергию (как это сделали Вы).
Тут вроде примерно всё правильно. Только энергию покоя и Эйнштейна нам лучше не вспоминать. Поэтому сразу смело делим всё напополам E=mv^2/2. Теперь заметим, что мы вычислили вес "столбика" воздуха исходя из его скорости, т.е. 1м/с. Поэтому опять перекраиваем формулу на наш лад: E=pSv^3/2. Это уже ближе к истине. Здесь p - это "ро" (плотность воздуха), а S - это площать лопастей.
И всё вроде замечательно, но есть одно "но" - лопасти стоят поперёк и их расчёты "подъёмной силы" надо делать иначе. Как и положено по Бернулли в зависимости от скорости. Это неизбежно...
Ах да, забыл, слероз проклятый...😊 Энерия-то в Джоулях считается, а не в граммах на сантиметр.
Я тут пока зубы чистил и ко сну готовился вот чего удумал. Если исходить из того, что давление над лопастью (подъёмная сила) у нас будет равно произведению массы воздуха на его приобретённую скорость, а разницу давлений создаёт не вращение винта, а встречный ветер, то самый лучший профиль лопасти - не обтекаемый.😀 Здесь даже Био-Савар наверное не поможет.
А выглядеть такая лопасть в профиле будет как... парус.😘 Помните вертушки детские? Я в своём советском детстве помню. Ну и вот, вслед за этим парусом должна область низкого давления появляться с завихрением в месте загиба (в пустоте под "парусом"). Причём это завихрение даже на руку - порывы ветра всё равно сразу не преобразуешь. Вот там энергия может сохраняться. Надо пошевелить мозгой, как посчитать изменение скорости на формирователе, тогда можно расчёт параметров лопастей попытаться придумать.
1. Я знаю что энергия измеряется в мистерах Джоулях (38 попугаев и 1-но попугайское крылышко)😎 , но оставил в граммах, - потому что в J не удобно, - ведь j, это Н на метр, а мне надо выяснить силу давления воздуха на плоскость, в момент когда плоскость перпендикулярна потоку.
2.Я уже давно говорю что лопатка поперечной турбины и не должна быть обтекаема, ведь чем меньше обтекаемость и больше сопротивление потоку, - тем лучше, потому что больше энергии от потока соберём.
Не забыли почему плиты брони стараются на бронемашинах ставить под углом как можно более дальнем от 90 градусов?
Правильно, - при 90, поглощается максимум энергии удара, и броня не выдерживает, - им это не надо, а нам на ветряке - надо.
Кстати, забыл,- не напомните, - сколько энергии в % от 100, поглощается при ударе под углом 90 градусов?
3. Я не правильно выразился 😏 и в результате вы меня не правильно поняли. Я вычислял вес столбика воздуха не из скорости движения воздуха, а из его объёма, а потом уже умножил его на скорость (разве не так?).
Можно конечно взять вес каждого кубического сантиметра отдельно, умножить его вес на скорость, а потом всё сложить, - вот только результат будет тот же (от перемены... в данном случае не меняется).
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.
Ссылка правильная, но у меня тоже вылетает ошибка при клике на нее, я думаю, что у меня Это глюк браузера OPERA. Когда набираю ручками все открывается.
vbi Пост: #115569 От 14.May.2008 (22:44)
Ссылка правильная, но у меня тоже вылетает ошибка при клике на нее, я думаю, что у меня Это глюк браузера OPERA. Когда набираю ручками все открывается.
Да, видимо я всё таки недопонял о каком прямом угле речь. Вообще-то я говорил о том, чтобы ставить лопасти параллельно воздушному потоку - так эффективней. Да и лобовое сопротивление меньше. Для более лёгкого понимания о чём я говорю, примерный рисунок лопасти "от руки" со срывом потока я прикрепил снизу.
Лобового удара как я и прежде говорил здесь нет. В идеальном случае для обтекания лопастей без срыва потока используют формулы Био-Савара. Есть и более простые методы, но для них всё равно нужны аэродинамические коэффициенты.
Куб скорости я добавил потому, что иначе формула была бы справедлива лишь для скорости 1 м/с (для которой было принят расчёт объёма воздуха). В статье на сайте Гравио расчёт примерно такой же.
А ссылка и в Фоксе не открылась. Но я уже привык к таким фокусам.
ert_zeb Пост: #115630 От 15.May.2008 (08:08)
Да, видимо я всё таки недопонял о каком прямом угле речь. Вообще-то я говорил о том, чтобы ставить лопасти параллельно воздушному потоку - так эффективней. Да и лобовое сопротивление меньше. Для более лёгкого понимания о чём я говорю, примерный рисунок лопасти "от руки" со срывом потока я прикрепил снизу.
Лобового удара как я и прежде говорил здесь нет. В идеальном случае для обтекания лопастей без срыва потока используют формулы Био-Савара. Есть и более простые методы, но для них всё равно нужны аэродинамические коэффициенты.
Куб скорости я добавил потому, что иначе формула была бы справедлива лишь для скорости 1 м/с (для которой было принят расчёт объёма воздуха). В статье на сайте Гравио расчёт примерно такой же.
А ссылка и в Фоксе не открылась. Но я уже привык к таким фокусам.
----------------------------------------------------------------------
Понял, но вы намереваетесь использовать наиболее эффективно только зону разрежения, а я ещё и лобовое сопротивление (зачем же энергию зря терять) под прямым углом падения ламинарного потока газа, по отношению к условной плоскости.
Кстати, причём тут куб для скорости? Да, при скорости ветра =3м в секунду, числитель скорости увеличивается в 3 раза, но это арифметическая зависимость, а не геометрическая.
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.
вы намереваетесь использовать наиболее эффективно только зону разрежения, а я ещё и лобовое сопротивление
Именно на лобовом сопротивлении и будет в первую очередь впустую теряться энергия. Это немножко трудно объяснить, но данный принцип исходит из построения планеров. У них изогнутые крылья (как при опущенных закрылках) и высокое сопротивление со значительными потерями.
Вообще, при значительных скоростях и углах атаки лопасти, ламинарного обтекания не происходит. Точнее оно происходит в нижней части лопасти, а позади неё происходит срыв потока (следовательно и потеря энергии.
И это я говорю об "идеальном" случае. Реальные потери от поперечного положения лопастей будут более серьёзными.
Кстати, причём тут куб для скорости?
Да нет. Изначально там квадрат. Из формулы кинетической энергии E=mv^2/2. Просто расчёт массы проходящего воздуха (который как Вы верно заметили имеет линейную зависимость) я объединил с формулой кин. энергии. Просто меня так учили - надо сначала готовую формулу (из нескольких) получить, а потом считать. Так меньше вероятность появления ошибок.
Плотность=1,2928 грамм на литр (масса покоя, или взвешивание ёмкости с воздухом в вакууме?).
1 литр=1 дециметр кубический.
Значит 1см кубический воздуха = 1,2928/1000=0,0012928 г.
Следовательно,- столбик воздуха будет иметь вес = 0,12928 г.
0,0012928
*
100
------------
0,12928 г (вес воздуха объёмом 10на 10 на 100см).
Затем умножаем этот результат на 100 см (скорость ветра),
тогда получается что давление на см квадратный будет = 12,928 г/см квадратный.
Если же считать по формуле Эйнштейна, - Е=m•c (с квадратное), то давление будет =0,12928 • 1000 =129,28 г/см квадратный.
Что по моему,- маловероятно, поскольку многовато.
Значит давление ветра (условно ламинарного потока) со скоростью движения потока = 1м/с, будет =12,928 г/см квадратный.
Хорошо, - с этим пунктом №1 Определение кинетической энергии ветра при скорости в 1м/с, мы вроде бы закончили (если не будет возражений). Хотя я бы предпочёл проверить результат этих вычислений на практике, замерив давление ветра на 1см квадратный, - прибором.
Пойдём далее. Следующим пунктом №2 будет определение коэффициента усиления с помощью рычага, для определения силы вращающего момента на несущей оси и генераторе.
Итак:
№2.Определение коэффициента усиления с помощью рычага, для определения силы вращающего момента на несущей оси и генераторе.
Проведём несколько опытов для установления этих зависимостей.
Опыт:
А). Сделаем весы, с равными по длине плечами и проградуируем эти плечи отметками на равном расстоянии. Затем подвесим грузы, с одинаковым весом, на одинаковом расстоянии от оси вращения весов.
В результате всего этого, - мы получим равновесную систему, которая и нужна для начала опытов (рис. А).).
Б). Создание разницы длин плеч и измерение разницы потенциалов, возникших при возникновении разницы длин плеч у противостоящих рычагов в системе весов типа коромысло.
Возьмём груз справа и перевесим его на расстояние 2 раза более отстоящее от оси вращения весов, чем-то,- на котором относительно оси находится груз слева.
Возникнет дисбаланс, для уравновешивания которого, потребовалось повесить слева в 4 раза больше грузов, чем весит справа.
Значит усиление, или как ещё говорят,- увеличение момента произошло в 4 раза (рис Б).).
В). Продолжим опыты.
Для этого передвинем груз справа ещё на одно деление и выясним что для его уравновешивания, слева придётся добавить ещё 3 груза (рис В).).
Таким образом, мы выяснили, что при увеличении длинны плеча правого рычага в 3 раза, усиление будет не в 8, а в 7 раз. То есть момент относительно левого рычага увеличиться в 7 раз.
Г). Далее мы передвинем правый груз ещё на одно деление и чтобы его уравновесить, слева потребовалось добавить ещё 3 груза и соотношение грузов (и увеличения момента) получилось = 10 к 1-му (4+3+3=10).
Также мы выяснили, что при увеличении длинны правого рычага в 2 раза по отношению к левому рычагу, усиление (увеличение момента) происходит в 4 раза. Но при дальнейшем увеличении длинны правого рычага на такие же величины (равные длине левого рычага, который не удлинялся), дают усиление (увеличение момента) на 3 единицы груза = по весу грузу, висящему на правом рычаге.
То есть, дальнейшие опыты можно не ставить (хотя кто хочет, - пожалуйста), изменения зависимостей разниц потенциалов, от пропорционального увеличения в разы (пропорционального длине левого рычага) длинны плеча правого рычага,- видимо не предвидится.
То есть усиление в 4 раза, было 1 раз,- когда увеличение длинны справа было в 2 раза, далее видимо будет только по 3 (смотреть рис.Г).).
Итак, пункт №2 можно считать практически выполненным (или будут возражения?), осталось только выяснить, какими единицами и как высчитывать усиление на самом ветряке (мм, см, дм, м?).
Ваше мнение?
Ваш коллега,- Самоделкин
П.С. - Кстати, Незнайка, а с чего вы решили, что при перпендикулярном снятии энергии ветра плоскостью, она теряется? Что до использования энергии зоны разряжения, то она при этом даже больше (и энергия и зона разряжения).
Значит давление ветра (условно ламинарного потока) со скоростью движения потока = 1м/с, будет =12,928 г/см квадратный.
Если вся его масса будет отброшена, то да, тяга будет максимальной. (В приводившемся документе с сайта Гравио используется тот же принцип расчёта тяги, что и для крыла.) Но точных значений при наличии формул не требуется.
Крутящий момент должен определяться коэффициентом. Сам коэффициент определяется частотой оборотов винта (у нас расчёты для ветряка в обратную сторону идут - от винта к генератору), которая должна быть помножена на объём воздуха, площадь по которой он вращается и т.д. Расчётов я вобщем не помню, это только качественная оценка.😏
Но вообще смысл подбора радиуса лопастей мне не очень ясен. Разве что от редуктора избавиться для повышения КПД...
с чего вы решили, что при перпендикулярном снятии энергии ветра плоскостью, она теряется?
Из законов аэродинамики. Я же говорю, угол атаки крыльев делают небольшим. Именно для повышения экономичности. На посадке, когда скорость самолёта минимальна, он рухнет без дополнительной тяги. Её обеспечивают закрылки. Экономия там значения не имеет, лишь бы сесть.
Что до использования энергии зоны разряжения, то она при этом даже больше (и энергия и зона разряжения).
Это не имеет значения. Количество лопастей и т.д. можно подобрать. С точки зрения КПД такая схема выгодней - доказано историей авиастроения.
Значит давление ветра (условно ламинарного потока) со скоростью движения потока = 1м/с, будет =12,928 г/см квадратный.
Если вся его масса будет отброшена, то да, тяга будет максимальной. (В приводившемся документе с сайта Гравио используется тот же принцип расчёта тяги, что и для крыла.) Но точных значений при наличии формул не требуется.
----------------------------------------------------------------------
Для точного расчёта давления ветра на плоскость, необходимо так же учитывать и расброс-обтекание плоскости потоком, и дополнительную тягу , возникающую за счёт разряжения за (или над, как в самолёте) плоскостью.
И как вы себе представляете точный расчёт, без точных значений давления и т.д?
--------------------------------------------------------------------
Крутящий момент должен определяться коэффициентом. Сам коэффициент определяется частотой оборотов винта (у нас расчёты для ветряка в обратную сторону идут - от винта к генератору), которая должна быть помножено на объём воздуха, площадь по которой он вращается и т.д. Расчётов я вобщем не помню, это только качественная оценка.😏
Но вообще смысл подбора радиуса лопастей мне не очень ясен. Разве что от редуктора избавиться для повышения КПД...
-----------------------------------------------------------------------
Во первых, - коэффициент чего?
Во вторых, - почему в обратную сторону? Всё правильно делается, - сначала считаем сколько у нас к примеру денег в кошельке (энергии в потоке), а потом идём в магазин (делаем расчёт ветряка), заранее зная, - что мы сможем купить (сколько получить энергии из потока), а что, - нет.
с чего вы решили, что при перпендикулярном снятии энергии ветра плоскостью, она теряется?
Из законов аэродинамики. Я же говорю, угол атаки крыльев делают небольшим. Именно для повышения экономичности. На посадке, когда скорость самолёта минимальна, он рухнет без дополнительной тяги. Её обеспечивают закрылки. Экономия там значения не имеет, лишь бы сесть.
Что до использования энергии зоны разряжения, то она при этом даже больше (и энергия и зона разряжения).
Это не имеет значения. Количество лопастей и т.д. можно подобрать. С точки зрения КПД такая схема выгодней - доказано историей авиастроения.
-----------------------------------------------------------------------
Ааа, тогда всё понятно😛, вы просто меня не поняли.
Вы видели ветряк тульского умельца?
Ссылка на него с здесь: [ссылка]
Там плоскости он старался сделать именно перпендикулярно потоку, в нужной фазе, для получения большего количества энергии, как при прямом давлении потока на плоскость, так и за счёт зоны разряжения, возникающей за плоскостью.
У меня ветряк, - ни разу не винт!
Винт выгоден при трате энергии, а перпендикуляр,- при получении (а не наоборот).
Рычаги же (плечи рычагов), выгодны именно потому, что при меньшем усилии (ветре до 4-х метров в секунду), позволяют получать выигрыш в энергии😊. А у традиционных ВЭУ, типа "ромашка",- в основном всё наоборот.😕
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.
Нет, впервые увидел. Не вижу смысла ловить ветер с разных направлений (как у автора). "Коромысло" всё равно быстро в обратную сторону вращаться не начнёт. Решение крайне неоптимальное. Лучше уж колесо Савониуса поставить.
У меня ветряк, - ни разу не винт!
Всё, что вращается от направленного потока воздуха или создаёт его, может быть названо винтом. Даже если это будет винт Архимеда.
Винт выгоден при трате энергии, а перпендикуляр,- при получении (а не наоборот).
Нет, перпендикуляр создаёт вихри, а это - неиспользованная энергия.
Вот, поискал по этому поводу: Ветроустановки, использующие силу лобового сопротивления. Идеальная ветроустановка этого типа представляет собой устройство, рабочие поверхности которого перемещаются параллельно вектору скорости набегающего потока. Разность давлений на передней и задней поверхностях пластинки, расположенной перпендикулярно набегающему потоку, при игнорировании концевых эффектов определяется уравнением (9.20). Если пластинка площадью А перемещается со скоростью v, то действующая на нее максимальная сила лобового сопротивления равна
F =p A ( u0 - u )2 / 2 (1.10)
Таким образом, ветроколеса, использующие подъемную силу, имеют коэффициент мощности порядка 40% и выше, т.е. достаточно близкий к предельному значению. Следовательно, при одинаковых сечениях набегающего потока у ветроколес, использующих силу лобового сопротивления, значения коэффициента мощности почти в 3 раза меньше, чем у ветроколес, использующих подъемную силу, и это различие еще более возрастает из-за возвратных перемещений лопастей в первом случае.
Отсюда: http://ecoclub.nsu.ru/altenergy/common/common2_2_1.shtm
Рычаги же (плечи рычагов), выгодны именно потому, что при меньшем усилии (ветре до 4-х метров в секунду), позволяют получать выигрыш в энергии
Да, винт было бы неплохо сделать раздвижным, но чаще всего в этом нет нужды.
Нет, впервые увидел. Не вижу смысла ловить ветер с разных направлений (как у автора). "Коромысло" всё равно быстро в обратную сторону вращаться не начнёт.
-----------------------------------------------------------------------
😳 - А зачем коромыслу начинать крутиться в обратную сторону?!
Весь смысл в том, - что при изменении направления ветра, подобные конструкции продолжают крутиться в ту же сторону, что и до изменения.
А колесо Савониуса (которому на самом деле не одна тысяча лет), тоже не оптимально, потому что имеет довольно большое сопротивление на 2-рой половине цикла (во время возврата лопастей турбины), хотя и меньшее чем с другой стороны (рабочей).
---------------------------------------------------------------------
Всё, что вращается от направленного потока воздуха или создаёт его, может быть названо винтом. Даже если это будет винт Архимеда.
----------------------------------------------------------------------
Ну знаете, если раскрутить просто гладкий диск на оси, то он тоже поднимет ветер (от центра, к переферии), просто за счёт центробежной силы. Но я надеюсь что вы коллега не будете диск называть винтом,
рано как и простейшее гребное колесо парохода (или водяной мельницы)?
Винт выгоден при трате энергии, а перпендикуляр,- при получении (а не наоборот).
Нет, перпендикуляр создаёт вихри, а это - неиспользованная энергия.
Вот, поискал по этому поводу:...
--------------------------------------------------------------------
Почитал, честно говоря, - на странице автора я не нашёл не одного рисунка, или фото, - ВЭУ, исползующих лобовое сопротивление (тем более под прямым углом). По этому не совсем понятно, о чём говорит автор.
Я давно привык не доверять слепо "науке" и обдумывать (и проверять, - если будет возможность), всё самому.
Если же взять на вооружение здравый смысл,, то никому не надо надеюсь объяснять, что при гле атаки =90 градусов на плоскость, поглощается максимальное количество энергии, при столкновении потока с поверхностью плоскости. Именно по этому,броню и делают так, чтобы бронелист и снаряд который в него попадает, находились как можно под более острым углом (подальше от 90 градусов), чтобы снаряд срикошетил, а броня поглотила как можно меньше энергии.
Надеюсь этого вы оспаривать не будете?
Что до вихрей, то они создаются практически всегда из за зоны разряжения и чем больше эта зона, тем больше из-за неё можно получить тяги на лопасть.
----------------------------------------------------------------------
Да, винт было бы неплохо сделать раздвижным, но чаще всего в этом нет нужды.
--------------------------------------------------------------------
😳 Это вы о чём? Мы очевидно друг друга опять не поняли😀
_________________ Всё гениальное, - просто,
но не всё простое, - гениально.