انرژی باد

[FALCON_12]

سلام،


من سعی کردم انرژی قابل بازیافت را با استفاده از صفحه واحد سطح S محاسبه کنم
قرار گرفته در مقابل باد با سرعت V0 و عقب نشینی تحت تاثیر
نیرویی که با سرعت V1 به آن وارد می کند.

من از فرمول F=aV^2 در مورد نیرویی که باد روی صفحه وارد می کند استفاده کردم.

کار این نیرو در فاصله d به صورت E=a.(V0-V1)^2.d نوشته می شود و از آنجایی که d=V1.T
این کار، برای یک زمان T، ارزش E=a را دارد.(V0-V1)^2.V1.T

اگر V1=0 کار صفر است زیرا صفحه به عقب حرکت نمی کند.
اگر V1=V0 نیز صفر است زیرا صفحه با سرعت باد به عقب حرکت می کند
بنابراین تحت هیچ فشاری قرار نمی گیرد و F=0.

بین این دو حد من محاسبه کردم که حداکثر Emax = 4/54.a.V0^3.T برای V1=1/3.V0 است.

آیا کسی خطایی می بیند؟

[Remundo]

محاسبه شما صحیح به نظر می رسد، اما کمی هم اشتباه است زیرا وقتی می گویید "نیروی هوا برابر با av^2/2 است" در استدلال خطا وجود دارد.

لازم است با انتخاب یک "حجم کنترل" که در آن جرم هوا ثابت است، ارزیابی دینامیکی از هوای جاری انجام شود و اصل اساسی دینامیک در این هوا اعمال شود. با اصل اقدامات متقابل، نیروی هوا بر روی تیغه ها را استنتاج خواهید کرد.

اگر به دنبال Optima هستید، اینجا هستند
* توربین ضربه ای (نوع پلتون یا هواپیمای منحرف کننده): بهترین انحراف 180 درجه و سرعت سطل بهینه نصف سرعت سیال است.
* توربین جریان: بدون انحراف، سرعت سیال باید بر 3 تقسیم شود و لمس می کنیم سپس حد Betz (16/27)

در محاسبات خود کمی حول بازده بتز می چرخید، اما به اشتباه.

[FALCON_12]

محاسبه شما صحیح به نظر می رسد، اما کمی هم اشتباه است زیرا وقتی می گویید "نیروی هوا برابر با av^2/2 است" در استدلال خطا وجود دارد.

لازم است با انتخاب یک "حجم کنترل" که در آن جرم هوا ثابت است، ارزیابی دینامیکی از هوای جاری انجام شود و اصل اساسی دینامیک در این هوا اعمال شود. با اصل اقدامات متقابل، نیروی هوا بر روی تیغه ها را استنتاج خواهید کرد.

اگر به دنبال Optima هستید، اینجا هستند
* توربین ضربه ای (نوع پلتون یا هواپیمای منحرف کننده): بهترین انحراف 180 درجه و سرعت سطل بهینه نصف سرعت سیال است.
* توربین جریان: بدون انحراف، سرعت سیال باید بر 3 تقسیم شود و لمس می کنیم سپس حد Betz (16/27)

در محاسبات خود کمی حول بازده بتز می چرخید، اما به اشتباه.

چرا می گویید فرمول F = aV^2 که نیروی F باد با سرعت V را می دهد که بر روی سطح عمود بر S فشار می آورد؟
درست نیست؟ آیا این فرمول برای شما اشتباه است؟ (1) یا آن را در حال اعتراض به صحت آن خوب می دانید
اشتغال در این مشکل؟ (2)

[Remundo]

من باید یک نسخه ی نمایشی کامل به شما بدهم، اما طولانی است.

تنظیم ارزیابی های پویا بسیار دشوار است.

این صفحه ممکن است به شما ایده هایی بدهد

http://ambroise.brou1.free.fr/mdf_007.htm

در مقایسه با نمادهای شما، با نامیدن آلفا زاویه انحراف (90 درجه برای شما) و Dm جریان جرم بر حسب کیلوگرم بر ثانیه روی تیغه (ثابت)، به عبارات زیر می رسیم.
* برای نیروی وارد بر تیغه (که برابر با "a V²" نیست زیرا Dm = ro S V0)
F = Dm (V0-V1) x (1-cos(آلفا))

* برای قدرت روی تیغه P = F x V1
P = Dm V1 x (V0-V1) x (1-cos(آلفا))

توان بهینه آن چیزی است که V1 x (V0 - V1) را به حداکثر می رساند، این با V1 = V0/2 مطابقت دارد (حداکثر x(1-x) را با x = V1/V0 بیابید.

توجه داشته باشید که بهترین زاویه برای به حداکثر رساندن توان، آلفا = پی است (آب باید نیم چرخش را در چارچوب مرجع سطل انجام دهد).

به همین دلیل سرعت سطل پلتون ها نصف سرعت جت است و شکل سطل ها قاشقی است.

اگر بازده نظری یک پلتون را تشکیل دهید، در اینجا eta=P/Pcin با Pcin = Dm V0^2/2 توان جنبشی فرودی است.

او می داند که P = Dm/V0^2 (1-V1/V0) x V1/V0

eta = 2x (1-cos(alpha)) x V1/V0 x (1 - V1/V0)
که می تواند به 2 x 2 x 0,5 x 0,5 = 1 برای بهینه نظری برسد.


در مورد "عموزاده های" پلتون ها در دنیای توربین های بادی، آنها ساوونیوس هستند. با این حال، عملکرد آنها از 100٪ فاصله زیادی دارد.

از سوی دیگر، پلتون ها در برق آبی موفق به فراتر از 90 درصد می شوند. در واقع، پلتون‌ها تقریباً موفق می‌شوند تمام انرژی جنبشی جت را بخورند (آب با سرعت باقیمانده تقریباً صفر از پلتون خارج می‌شود).

[FALCON_12]

من باید یک نسخه ی نمایشی کامل به شما بدهم، اما طولانی است.

تنظیم ارزیابی های پویا بسیار دشوار است.

این صفحه ممکن است به شما ایده هایی بدهد

http://ambroise.brou1.free.fr/mdf_007.htm

در مقایسه با نمادهای شما، با نامیدن آلفا زاویه انحراف (90 درجه برای شما) و Dm جریان جرم بر حسب کیلوگرم بر ثانیه روی تیغه (ثابت)، به عبارات زیر می رسیم.
* برای نیروی وارد بر تیغه (که برابر با "a V²" نیست زیرا Dm = ro S V0)
F = Dm (V0-V1) x (1-cos(آلفا))

صبر کن رموندو، من دیگر شما را دنبال نمی کنم، پس بیایید سعی کنیم از یک پایگاه مشترک شروع کنیم.

در مورد تیغه ای که در معرض باد قرار می گیرد، درس مکانیک سیالات من این را به من می گوید:

F = 0.5.Ro.Cx.V^2.S

T: نیروی باد [N]
Cx: ضریب نفوذ هوا
P: چگالی یا چگالی باد [kg/m3]
v: سرعت باد [m/s]
S: سطح در معرض باد [m²]

به نظر شما این فرمول درست است یا نادرست؟

[Remundo]

این فرمولی است که زمانی درست است که تیغه در مقابل باد با سرعت V ثابت باشد.

همچنین بیشتر از درگ آیرودینامیکی الهام گرفته شده است.

اما نمی‌توانیم به این فرمول برای تخمین نیروی باد روی تیغه زمانی که همه چیز در حال حرکت است (هم باد و هم تیغه) تکیه کنیم.

لازم است یک ارزیابی دینامیکی روی هوای موجود در "حجم کنترل" با جرم ثابت انجام شود.

[FALCON_12]

این فرمولی است که زمانی درست است که تیغه در مقابل باد با سرعت V ثابت باشد.

همچنین بیشتر از درگ آیرودینامیکی الهام گرفته شده است.

اما نمی‌توانیم به این فرمول برای تخمین نیروی باد روی تیغه زمانی که همه چیز در حال حرکت است (هم باد و هم تیغه) تکیه کنیم.

لازم است یک ارزیابی دینامیکی روی هوای موجود در "حجم کنترل" با جرم ثابت انجام شود.

خوب، می توانید برای من توضیح دهید که چرا نمی توانیم در نظر بگیریم که تیغه باد با سرعت V0-V1 را تجربه می کند و از این فرمول استفاده کنیم؟

اشتباه نکنید، من در مورد آن بحثی ندارم، فقط باید بفهمم چه خبر است. برای من غیرممکن است که آنچه را که نمی فهمم اعتراف کنم.

[phil59]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Betz

در بهترین حالت، حدود 60٪ بازده، اگر قابل مقایسه باشد.

[Remundo]

خوب، می توانید برای من توضیح دهید که چرا نمی توانیم در نظر بگیریم که تیغه باد با سرعت V0-V1 را تجربه می کند و از این فرمول استفاده کنیم؟

اشتباه نکنید، من در مورد آن بحثی ندارم، فقط باید بفهمم چه خبر است. برای من غیرممکن است که آنچه را که نمی فهمم اعتراف کنم.

بیایید بگوییم که از ابتدا، من و شما به یک رویکرد فکر نمی کنیم.

دیدگاه من جریان منظم با انحراف 90 درجه جریان سیال است.

دیدگاه شما جریانی است که در 90 درجه منحرف نشده است که در حین چرخیدن به دور تیغه به شکلی متلاطم "از بین می رود"، شما در حوزه کشش آیرودینامیکی هستید (و نه تعادل تکانه).

بنابراین با این فرض می توانیم از محاسبات شما با استفاده از باد نسبی برای تخمین نیرو استفاده کنیم. Cx یک صفحه رو به باد به نظر من حدود 2 است.

[sicetaitsimple]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Betz

در بهترین حالت، حدود 60٪ بازده، اگر قابل مقایسه باشد.

60٪ در حال حاضر بزرگ است. فقط هیدرولیک در تولید برق خالص بهتر عمل می کند.