Насколько эффективен такой ветряк?
2023 ж. 1 Қаң.
119 471 Рет қаралды
В ролике рассматривается конструкция ветряка, заключённого в трубу с конфузором и диффузором, и осуждается, может ли такая конструкция увеличить эффективность ветрогенератора.
Парадокс сужающейся трубы youtube/MVExyWHZYKs
Шарик в струе • Шарик в струе
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
Физический факультет НГУ
www.nsu.ru/
С Новым годом! Я с этой конструкцией сталкивался на практике. Правда, у меня этот механизм работал наоборот: не набегающий поток крутил винт, а винт создавал поток, который двигал лодку. Идея простая: винт можно сломать о препятствие - давайте заключим винт в трубу. Давайте. Ставим вокруг винта кольцо... и убеждаемся, что упор винта (эффективность) уменьшился. Наверное форма неправильная. Давайте поменяем. Давайте сделаем тонкую стенку, давайте сделаем конус, давайте сделаем динамический профиль, давайте... Но что бы мы ни "давали", упор винта в трубе меньше, чем упор свободного винта и от формы трубы меняется незначительно. Вот такие вещи говорит практика. Свободный винт более эффективен, чем заключенный в любые прилады. Полагаю это будет столь же верно и для винта, который раскручивается потоком. --- Для особо въедливых, которые тут же скажут, что такие конструкции существуют и успешно эксплуатируются, к тому же есть водометы, в которых идея "трубы" доведена до предела. Да, кольца вокруг винтов делают. Там, где возможность разрушения винта стоит дороже, чем потери горючего из-за снижения эффективности. А водометы - вы не поверите, но сравнительные испытания свободного винта и водомета при равной мощности двигателя показывают, что водомет всегда проигрывает свободному винту. Водометы не достигают больших скоростей вопреки расхожему мнению. Смысл водомета все в том же - предохранить винт, дать возможность судну плавать по предельному мелководью, где винт просто не помещается..
А вот интересно, а как же срыв потока с лопастей под действием центробежных сил? Ведь для защиты от них вентиляторы турбовентиляторных двигателей помещают в корпус, а также используют импеллеры. Возможно, гребной винт рассчитывается на полезное использование центробежной силы и поэтому помещение его в корпус уменьшает эффективность?
А ссылки на эти исследования есть?, ведь выпускают вертолёты с хвостовым винтом внутри фюзеляжа, как влияет эффект срыва воздуха с края лопастей, ведь в цилиндре он должен по идее быть меньше.
Блин, я думал я умный, а оказалось - не очень 🤣 Спорить не буду - не силен в этой теме, но я всегда считал, что кожух вокруг винта добавляет ему эффективности (за счет того, что воздух не выносит за площадь винта центробежной силой). То, что свободный винт эффективнее - для меня открытие.
Вроде как кольцо вокруг винта повышает выходную тягу, такое делают в основном на летающих авто по типу квадрокоптера, ясное дело что делают из углепластика, иначе увеличения тяги перекроется добавленным весом, так же был построен Bell X-22. Вот нагуглил преимущества закрытого винта кольцом и недостатки They do have some advantages like, - Better noise reduction and safety compared to 'open' propeller. - For the same thrust, the propeller can be made smaller. - The duct can be designed such that it provides a limited amount of thrust vectoring, useful if we are using it for STOL. However, they are not widely used because of various other reasons like, - For effecient operation, the tip clearance should be very small. Any increase in tip clearance leads to rapid degradation in effeciency. - The duct and its support structures increase the weight. - The duct increases the drag at cruise speeds (as drag increases as square of velocity). - If we decide to use a lower sized propeller as a result of using the duct, the effeciency suffers- as we are actually accelerating a lower mass of air more (rather than accelerating a higher mass of air less, which is more effecient). - The design of the duct is difficult- the aiflow into the duct comes not only from the front, but is also sucked from the sides from the sides (i.e. the capture area is greater than the duct frontal area). If not designed properly, the flow may seperate, leading to loss of effeciency.
Водометы бывают и поршневые.
С Новым Годом Вас и всех зрителей этого канала!!!Очень познавательный и интересный канал продолжайте в том же духе.У Вас очень много есть интересных тем.Спасибо,что Вы есть!!!
Больше спасибо за объяснения, я раньше в школе не дошёл до интереса понимания, а теперь 57 год так интересно всё это стало - мне так этого мало - всё хочется больше и больше и больше этого всего знать, захватывающе интересно всё стало и всё хочется знать и вникать в суть этого процесса, и как, и почему и т д, и т п, в жизнь не думал, что меня это так захватит, а ответ прост, а потому что на Этом всё стоит и держится и идёт и движется и разруливается и без физики, механики, химии и т д, некуда просто некуда, очень интересно всё это познавать, а как интересно и самому до чего-то дойти, Хочется сказать спасибо Большое нашим учителям за их обучение и разъяснения нам простым Людям, пожалуйста продолжайте разные темы, вот лично я прям дышу этим, и пусть будет много разного интересного, Спасибо вам
Отец, как же я тебя понимаю!
Спасибо, что трудитесь по праздникам. Вам положена двойная благодарность.
И молоко.
Тогда мне и моим коллегам положена благодарность.
Два раза нажал лайк!
@@user-si7dn8em8b вот никогда не понимал этого, дай человеку денег больше, сам купит, если оно ему нужно, большинство людей с возрастом даже переварить молочку не могут, не то что усвоить из неё что-то полезное
Спасибо за то, что продолжаете свое дело. С новым годом команду вашего канала!
Спасибо за ваши труды, с новым годом 🙏💕
Спасибо за ваш канал!Рассказывает интересно и понятно.
Много ваших роликов видел и благодаря этому ответ был сразу очевиден ещё до объявления вопроса. Спасибо, что учите думать и разбираться в физике и физических экспериментах
Спасибо! Отличный познавательный канал. Он помогает формировать мышление.
Такие системы уже пробовали делать в Китае для встраивания в высотки в районах с сильным ветром. Там, кстати, проблема обтекания не стояла так остро, раструб конфузора не висел в воздухе, а продолжался в виде глухой стены вверх и вниз на 20 этажей. Не прижилось. Эффективность не то чтобы очень большая, зато воет эту чудо инженерной мысли так, что жить в этом здании становится невозможно.
На заре развития паравозной тяги ставили натурные опыты для лу чего преодоления встречного потока воздуха впереди паровоза ставили ветряк который вращался от набегающего потока что давало небольшой эффект такой. же принцип нужно и использовать в ветростанциях
Хочешь потерять соседей-друзей? - поставь себе ветрогенератор!)
Ещё в универе в 2002 году, для своего проекта , делал похожие модели в фидап и флуид динамик. Как я не пытался , но прирост массы воздуха был 5-7% в отличае от ветряка без оболочки. Делали также оболочку с сечением крыла, и вот такую как на рисунке.
С новым годом! Спасибо за ваш труд!
С Новым Годом! Крепкого Вам здоровья, благополучия, а каналу процветания!
С новым годом Всех. Спасибо за ваши труды.
Я́ помню в гг 50 в степной части Крыма ,где ветров не очень много,качал воду в село ветряк многолопастный ,работал даже в тихую погоду.18 лопастей,а трехлопастной,наверно, вообще бы стоял.
Трехлопас ные ветряки в маловетренных регионах не эффективны, поэтому применялись много лепестковые,они ловили даже лёгкое дуновение потока воздуха.
Спасибо за позитивное, простое и понятное объяснение.
За ролик в праздник - двойная благодарность !!!!
Спасибо огромное! Прекрасный ликбез!
Вот бы мне в мои годы такого учителя физики.... Но и сейчас очень познавательно. Спасибо
Спасибо вам за ваш труд!
А я подобную фигню видел в "Юном технике" ещё при союзе. На картинке был чувак в наушниках в палатке, наушники подключены к кассетнику, кассетник к моторчику с пропеллером, моторчик в трубе с воронкой над палаткой. Статья называлась "Линза для ветра". Почему запомнилось?...🤔
Подписываюсь под всеми словами товарища. Работал в МГУ в лаб.Возобн.ист.энергии, видел много таких проектов как трубы, так и вертикальные стены с щелями. "Изобретатели" с пеной у рта доказывали эффективность своего творения, но даже элементарная продувка с дымом показывала обход потока воздуха мимо этого нагромождения. Пока нет пропеллера в трубе, ветер аж свистит, как только хочешь "снять энергию" появляется "воздушная пробка" и ветер обходит стороной :))) Чудес не бывает!!! П.С. Я сам был таким горе-изобретателем, пока испытания и расчёты не вернули меня на землю )
Понимаю))))
Полагаю какой то эффект все же был. Передний конфузор может и не играет какой то роли, а вот расширитель сзади по идее все же должен давать эжекцию, если не будет слишком большим и не будет срыва потока в завихрения. Также эффект эжекции будет незначительным если скорость внешнего, огибающего потока мала. А на каких скоростях Вы испытывали?
@@upliftingidea7878 обычные рабочие скорости для ветряка 2-10м/с. Расширитель я тоже гонял в хвост и гриву, думал должен образовываться "эффект крыла", т.е. внутри расширителя должно быть как-бэ понижение давления, ну и дополнительная тяга. А вот ниxрена. Т.н. доп. тяга появляется только в месте срыва потока с расширителя (проверено многочисленными продувками с дымом на разных скоростях", максимум что она даёт, это локальное завихрение под местом срыва потока (внутри расширителя на 2-5 см от края, в зависимости от скорости набегающего ветра). Никакой дополнительной тяги это не вызывало. Тяга она как-бэ есть, но оч. локальная под краем расширителя.. Тогда я пошёл дальше: раз эта тяга действует в районе 2-5 см, а что если на самом расширителе сделать множество маленьких элементов, стоящих в шахматном порядке, с виду напоминающих суфлерскую будку в театре, отверстием развернутую от ветра. Натыкал таких на расширителе, и Вы знаете, некий эффект появился, каждая такая "будочка" создавала локальное разряжение в своей зоне, а воздух ей приходилось тянуть изнутри расширителя. А так как их поместилось достаточно много на поверхности расширителя, то суммарный эффект они давали неплохой. Цифры не скажу, т.к. давно эксперимент ставил, более 10 лет назад, были и графики с цифрами, но уже утеряны со временем. А так, в принципе, "бородавчатый" расширитель показал свою работоспособность...
@@user-ge2no7se4g Я когда написал комментарий именно про такой "гофрированный край" и подумал !))) В таком виде значит тяга все таки есть!
Спасибо,добра и мира!
Отличные ролики. СПАСИБО !!!
Попробуйте описать математически банальную ленточку на ветру, которая висит на верхушке столба. Если эта ленточка будет из сегментов пьезоэлектрика - получите очень интересный эффект - вне зависимости от нагрузки(если снимать напряжение с пластин) её колебания будут одинаковыми по амплитуде.)))
Для этого понадобится супер компьютер, а с некоторыми допущениями подойдёт не пьзоленточка, а старая модель кухонной пьезозажигалки в котором механика такова что входная нагрузка от руки через рычаг сразу передаёт давление на пьезо. и сразу на выход и если этот Вых. замкнуть то нажимается намного легче чем при не замкнутом - парадокс, - энергия та тратится в обоих случаях, А есть ли тут нарушения закона сохранения ??? 2023 Годом Всех!!!
Достаточно эту ленточку натянуть и повесить на неё магнит так, чтобы он был между двумя катушками. Ленточка будет колебаться, в катушках будет вырабатываться энергия. - Это известный опыт.
@@Krokozyabrik Спасибо большое ... Если можно ссылку или ключевые слова так как не всё ещё не понял?
@@BUDUSHEE. маятник фарадея - просто загуглите.
Андрей, с Новым Годом! Спасибо за познавательные ролики. Раз уж речь зашла о ветряках, не могли бы Вы рассмотреть вертикальные роторные ветряки (не знаю, как они правильно называются, на карусель похожи), а так же сравнить их по эффективности с пропеллерными установками.
Подозреваю что их эффективность низка из-за того что часть пути лопасть идёт против потока, а также поперёк потока. Сделать одну универсальную форму, видимо, не получается, а лопасти с механизацией, как крылья у самолёта, ненадёжны. Похоже что применяют такие ветряки только из-за простоты конструкции.
В далеких 1995...2001 годах учился в Алматинском Институте Энергетики и Связи, где к тому времени уже несколько лет на выставке выставлялся такой вертикальный ветряк. Причем, его эффективность была рассчитана и доказана. Преимущества: независимость от направления ветра, рабочие скорости ветра выше, более широкий диапазон регулировок, более низкий шум... Но вышестоящие инстанции так в дело это не пропустили.
Я как-то давно смотрел видео с подобным ветряком, установленным также внутри трубы, где воздух шёл снизу вверх (и, вроде как, всё это не зависило от направления ветра - какое-то подобие заводской трубы, где высота давала дополнительную тягу 🙂)
@@OBN_RacerMan тяга по трубе вверх не высока...
@@vov4ick Автомат перекоса - это тот нюанс, из-за которого вообще стал возможен вертолёт. Изобретён сравнительно давно. Работает на всех вертолётах без исключения.
Спасибо, открыли глаза 🙏
Большое спасибо за ролик!
Отличный выпуск, спасибо!
Крутое объяснение! СПасибо!
Спасибо за работу. Проверил Fem расчётом. Все верно
Первый раз на Вашем канале. Понравилось, интересно, доступно. Харьков.
Один из лучших из полезных каналов на ютубе
Спасибо! Всю идею растоптали. ))
Эксперимент бы!
Спасибо за видео. Действительно так и есть...
крепкого здоровья вам и долгих лет жизни пусть дарует вам Всевышний!
Шикарно
Пропеллер в трубе - это импеллер, который повышает эффективность пропеллера.
Ну да, а трубу надо еще изготовить! И материала уйдет на неё во много раз больше, чем на винт максимального диаметра этой трубы! Куда ни кинь, везде минусы!🤗 Всех с новым годом, а так же мира, добра и любви!🖐️😊
Спасибо большое 🤟
Если на захват поставите направляющие по спирали получиться просто торнадо в самой узкой трубе а вентилятору это даже на пользу пойдет, и лопасти на винте надо сделать лопатчные а не винтовые, сила любого ветра это турбулентность даже кажущийся ветерок это часть турбулентности в больших масштабах, ветер без завихрений не может двигаться легко
Я мимо проходил..,взгляд со стороны, но с вами соглашусь В разнонаправленных векторах есть резерв использования энергии ветра есть!-его не может не быть,ну это эмоции но /на эмоциях/ добавлю.. что-то здесь не то и не так! есть неправда какая-то, оговорок много и.. сколько голов столько мнений- комменты. В итоге из-за таких физиков мировых -мы имеем кризис энергетики зелёной -неэффективно!!- в XXI веке!- когда предки умели и использовали энергию ветра повсеместно!!!- мы не можем не хватает эффективности не хватает и в итоге у нас "научные дискуссии"сводится к тому что газа нефти завались, у нас!-"чо огород горадить" А там,потом.."трава не расти". -и вот мой товарищ носившийся с этой идеей-энергетики "глобального масштаба"!!..опустил руки и уже ничего не хочет А идея хорошая -которую обосновать физически,теоретически не получается из-за таких ..."учёных"в мире! и тут видимо какие-то законы другого плана -политического что ли, вмешивается /и кругом просто банальный американский волюнтаризм..просто не позволяющий людям решить вопрос энергетики на Земле!! ведь это всё экспериментально доказывается!!/никто не отменял!/-должно подтвердиться !.. но есть теоретики-теории которых ничего не имеет общего с практикой, по сути-как мы видим немножко пожив на этом свете..
@@alexve5751 Лет 200 назад, еще было повышенное атмосферное давление. Поэтому, многие системы и работали.
Достаточно сложная конструкция должна быть у таких спиралей. Чтобы эффективно работал вихрь на вход, у него должно быть минимальное профильное сопротивление. При закручивании вихря в конфузоре, будет создаваться перпендикулярная составляющая, которая будет работать как прижимающая поток, к стенкам конфузора. Так же на профильное сопротивление будет влиять трение о направляющие. В принципе, выход из этой ситуации есть. Но это потянет на диссер. Применить метод Шаубергера. Но для среды с пониженной плотностью.
Вы всё правильно сказали, что в поставленной по ветру трубе скорость воздуха не повышается (скорее чуть тормозится на сопротивление трубы). Тогда возникает встречный вопрос про обтекание крыла и подъёмную силу крыла "по Бернулли" : Так с какой стати повышается скорость воздуха при обтекании крыла самолёта, если при протекании через трубу воздух тормозится????
Значит надо трубу сделать в форме профиля крыла.
В трубе воздух тормозится винтом генератора.
есть у нас на районе 9этажка у нее внизу арка так вот там сквозняк всегда даже когда полный штиль на улице а вот если небольшой ветерок 5-8м/с то там в этой арке иногда на ногах устоять сложно вот если туда ветряк поствить то полюбому эффективнее будет
Этот эффект, по моему, подтверждает, что конфузор позволяет увеличивать скорость воздуха в трубе. Давление накопившегося воздуха перед строениями, все таки ведет к увеличению скорости потока между домами.
@@user-cz2vh4wp1y конфузор размером в дом? конечно соберет. только он будет усиливать ветер во все порывы. белье сушить круто, а ветряк поставить который болтается во все стороны - не думаю) в любом случае на площади в дом можно поставить ветряк на эту площадь и суть одна и та же, только можно сэкономить на один дом)
А вот можно ли в данном случае рассуждать сразу мощностью на единицу продуваемой площади? С Новым Годом всех! Огромная благодарность создателям канала за познавательные ролики!
А тогда, с каким эффектом мы сталкиваемся между домами, когда там дует очень сильный ветер, при общем слабом ветре? Аналогичный эффект бывает, когда полевая дорога превращается в лесную. И в горных ущельях.
ТАМ ДРУГОЕ -- ВЕРТИКАЛЬНАЯ ЩЕЛЬ В ЭШЕЛОНИРОВАННОЙ ПО ВЫСОТЕ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКЕ. ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТ ВЕРХНЕГО ЭШЕЛОНА -- ВНИЗ
@@user-yf3sv7sv1i а нахера так ОРАТЬ ?
@@saeldahr так далеко же, не услышат)))
Ну давайте разделять понятия как они есть... 1) Не пропеллер, ведь пропеллер это пару тонких лопастей как у кукурузника например, а в данном случает надо брать крыльчатку как у турбины нормального самолёта как бэ для более эффективного сцепления с потоком воздуха, оно ведь заполнит больше поперечного пространства в трубе 2) Поток воздуха, думаю имеет место быть, что чем сильнее, тем лучше будет вращатся, и почему то я думаю, что давление в трубе, всё таки изменится совсем мб на чуть чуть, ведь сколько есть видосов с экспериментами где показывают датчиками разности давлений в разных сечениях сопла 3) Диаметр трубы, каждый тут наверное её будет представлять по своему, ведь даже у вас в видео не обозначена ни разу какое условное сечение там должно быть даже для теории А на деле, лучше построить опытный образец и показать всем так как есть, чем зря болтать)))
Спасибо большое за материал! Очень интересно к пониманию. Я тоже стал на пороге создания такой конструкции, так как удалось создать поток воздуха весьма низкой ценой. Вот и задумался о конструкции, которая или на выходе закрутит "улитку" с генератором" или внутри трубы найти место с оптимальным размещение пропеллера. Пересматриваю ваши материалы неоднократно. Спасибо!
@@Zachinshik_Bezpredelov, я из МКТ и термодинамики вынес много но ничего не знал, как применить в деле. Сейчас знаю и применяю. Термодинамика - хорошо, но без головы к применению не накормит.
Спасибо! Думал что помогает)
!!! "Есть неточность". По сравнению с платиной, ВЕСЬ поток воздуха или конфузор движется на встречу. В примере с платиной только объемно скоростная характеристика соразмерно расходу в турбине. Это примерно как резко ввести "перпендикулярно продольной оси к жидкости" трубу и воронку"широкой стороной по направлению движения" в жидкость. С трубой жидкость в первом приближении будет стационарна, во втором - образуется струя воды направленная вверх! С расширяющейся частью тоже не все так просто - она понижает давление за лопатками. Величина расширения должна по логике быть выполнена соразмерно "разности" скоростей к "разностям" диаметров Голосую за эксперимент!:)
8:05 конечно помогает) спасибо Вам)
Система кстати будет работать если ее повернуть на 90 градусов и если высота получившейся трубы будет значительной(от нескольких до нескольких десятков метров). По факту нам только труба и нужна без конфузора и дифузора.
Ага, чего уж там десятки метров, сразу в космос, в вакуум и всю атмосферу откачать с земли))
@@alexanderrusetsky8119 слово сарказм вам видимо незнакомо)
Уважаемый, преподаватель, благодарю за видео. По-моему, здесь главная суть будет создать перепад давления между входом и выходом,а ещё свести к минимуму все завихрения,которые однозначно будут влиять на КПД. Расскажите пожалуйста про вертикальные ветрогенераторы на магнитной левитации.
С Новым Годом всех!!!!!! Есть сопло Лаваля. Но она для горячих струй. Думаю, если поэксперементировать с обводами, то можно добиться небольшого прироста эффективности. Обычный винт создает большую турулентность, куда уходит много энергии. А правильная геометрия думаю поможет снизить эту турбулентность
Я не уверен, но в симбиозе с вихревыми эфектами - это может дать прирост энергии... Ведь автор канала акцентировал не один раз - до плоскости отбора энергии- поток условно ламинарный, а после этой плоскости - турбулентный. А что если этой турбулентности подзадать нужных параметрофф? )))).
У меня 2 степень по физике. И конфузор и диффузор увеличат скорость потока в трубе, вот только насколько увеличат, это очень зависит и от размеров и от скорости ветра. Так что не факт, что оное увеличение имеет смысл. С другой стороны, нужно смотреть на зависимость эффективности работы ветряка при разных скоростях ветра. Конфузор с диффузором могут откорректировать скорость потока, так чтобы винт работал на нужной скорости, тем более что у этих конусов можно сделать регулируемые «окна».
Насколько увеличится скорость потока воздуха в конфузоре, настолько же он будет более разряженным, то есть, менее плотным. Выигрыша под нагрузкой не будет.
@@user-rd2ol4ul3x Я не готов аргументированно обсуждать конкретно этот момент. Хочу лишь сказать, что эффективность работы винта сильно зависит от скорости протекающего через него потока и в некоторых случаях увеличение скорости на десяток процентов даёт выигрыш КПД в полтора-два раза. Как минимум это происходит с потоком несжимаемой жидкости. Воздух, разумеется, очень даже сжимаем (поэтом когда упоминают закон Бернулли применительно к воздуху, я напрягаюсь) и тут оно может работать не так эффективно как с водой, но тем не менее, без детальных расчётов, а лучше эксперимента, я бы не стал делать категорических утверждений.
В журнале "Юный техник", который мне выписывали родители и который я за малым не учил наизусть - настолько его любил! - во второй половине восьмидесятых была статья "Линза для ветра!" В этой статье рассматривалось предложение одного из юных читателей ставить перед ветряками огромные воронки, собирающие ветер... Спасибо Вам за ваш труд.
Насчет воронок уже поговорили, а вот "линзу" для ветра на мой взгляд можно сделать - наподобие линзы Френеля, используя сборки из правильно ориентированных аэродинамических профилей. Правда, энергоэффективность этой идеи мне видится сомнительной. Разве что как подобие направляющих лопаток турбины.
воронки, только они должны быть очень длинными и с малым углом, т.е пологими, оооочень пологими. Это ж как распространение радиоволн в рупорной антенне
Думаю стоимость такой линзы будет сравнима со стоимостью самого ветряка или даже больше, если учесть, что она должна также вращаться по направлению к ветру как и ветряк. Экономически целесообразнее будет поставить два ветряка или три за также деньги, увеличив при этом эффективность в 2-3 раза, а не на несколько процентов.
Помню ту статью, именно о ней вспомнил когда открывал этот ролик)
Вы описали частный стерильный случай, рассмотрев только тот воздух, что внутри, а инженер-новатор забыл всю конструкцию засунуть в трубу бОльшего диаметра, торцы которой герметично соединены со входом конфузора и выходом диффузора. Теперь ждём анализа общего случая, когда данная конструкция помещается в воздушный поток, как протекающий внутри, так и обтекающий снаружи... Спасибо!
С новым годом. А если из расширения воздух вылетает струёй. То как работают форсунки которые распыляют? И почему если в пробке проделать отверстие горячим гвоздем, то струя может сформироваться, а может начать распыляться?
Получается, если хотим забрать энергии от возможно бОльшего объема воздуха, то нужно не раструб делать больше, а использовать крыльчатку с как можно бОльшим диаметром, труба с конфузором не нужна, т.к .эффективности не добавляет.
Есть иные варианты. Установка ветряков на крыше высоких зданий-плотин) У подножия здания создаётся область повышенного давления, ветер обтекает её и устремляется вверх, где его поджидают наши крыльчатки) Только это очень дорого и не так уж и эффективно, - строить огромные пустые здания только чтобы сужать поток. Потому как эксплуатируемыми эти здания не сделать, - вибрации и шум ветряков не дадут вам ни жить, ни работать там)
@@alexanderrusetsky8119 , спасибо за Ваши труды!
Канал позволяет развивать мышление! Спасибо, учитель! По этой схеме вопрос! Вот, у меня в шиномонтаже было устройство, с помощью которого я из камеры колеса мог быстрее выдувать воздух (аспиратор для откачки воздуха). В данной схеме можно ли применить что-то, подобное этому аспиратору? То есть чтобы на выходе из трубы было давление воздуха разряженное?
Спасибо за обзор. А как Вы относитесь к циклопическим ветрякам?
С новым годом!!! А теперь к вопросу видео: Диффузор сзади создаёт отрицательное давление в области йентра от набегающей массы воздуха который огибает диффузор снаружи и создаёт вихри, тем самым разряжая давление в трубе повышая скорость воздуха, а с переди "конфузор" (так вы кажется называете) создаёт повышенное давление, которое повышает скорость воздуха в трубе. Думаю в видео не учтён факт общего внешнего набегающего воздуха, а ограничилось воздухом выходящим из трубы, и которая по мнению автора расширяясь в области диффузора создала бы отрицательное давление, но ведь есть ветер, который огибает из вне этот диффузор который создаёт вспомогательное разряжение давления которое всасывает воздух из трубы... В гонках "формулы 1" гонщики стараются ехать как можно ближе к "хвосту" впереди Едущего ("едящего" как правильно? Или идущего?) гонщика, чтобы экономить ресурс своего болида, так как разряжение воздуха за впереди идущей машины фактически будет тянуть идущего сзади. Это делается для того, чтобы потом в нужный момент вызжать всю мощь машины и вырваться вперёд. Это работает как например если положить кусок бумаги под ладонь на столе размером чуть меньше чем ладонь, и резко поднять ладонь, то бумага полетит следом за ладонью. Это воздух который огибаясь создала вихри которые создали отрицательное давление и этим они прижали листок бумаги снизу на ладонь. Так же и машина в гонках тянет за собой машину освобождая его от лобового сопротивления воздуха и отрицательным давлением. Так что диффузор в схеме вполне возможно будет работать на создание "вакуума" и всасывания воздуха из трубы... Надеюсь доступно изложил свою мысль.
Про физику правильно сказали. Я тоже думаю в ролике ошиблись. А вот с "формуле 1" этот эфект наоборот не используют. При разряженном воздухе туряется прижимная сила антикрыла. И болид, идущщий сзади, не может проходить повороты с той же скоростью.
@@mrktoto Антикрыло в формуле-1 на прямиках "выключают", чтобы разряжение, им создаваемое, не тянуло назад. Прижимная сила нужна в поворотах. В их регламенте описаны условия, при которых гонщик получает право использовать управление задним антикрылом.
@@Andrew2000ify Про управление антикрилом не знал. Я имел в виду, что этот эфект больше для "наскара" подходит, если брать в пример...
Поток воздуха снаружи трубы тоже нужно учитывать. Он и будет создавать разрежение вокруг в диффузора.
Если бы там было разрежение, то воздух затягивался бы туда, то есть получился бы противоток воздуха против ветра. Разумеется, такого не будет.
@@FrankFQC если-бы воздух затягивался,то самолёты попадали-бы..разумеется такого не происходит и самолёты прекрасно создают крылом подъемную силу и летят.:)
@@frtp3691 самолёты летают по другой причине - давление воздуха над крылом и под крылом разное за счёт различного пути воздуха, обусловленного профилем крыла. И подъёмная сила пропадает, если поток отрывается от крыла - происходит сваливание. Диффузор вызывает срыв потока, создаёт турбулентность, и препятствует возникновению разряжения.
@@FrankFQC кто запрещает сделать диффузор с пулевидным профилем? вас смущает именно картинка ,изображенная в ролике? передний "конфузор" вообще может иметь вид простого листа фанеры с отверстием для турбинки...или стены здания с открытой форточкой :))
@@frtp3691 ну вот форточка в доме должна вам подсказать, что в квартире ветер никогда не дует быстрее, чем на улице, какой бы вы сквозняк ни пытались устроить. Точнее быстрее получить таки можно, в самом узком месте (щель у двери например), но с точки зрения энергии потока - поток через форточку всегда будет меньше, чем поток через ту же площадь за 10 метров до форточки.
Такая идея ко мне приходила, и я уверен что она рабочая. Только не с воздухом а с водой. Хотел замутить гидротаран на речке с медленным течением.
У нас дача в неблагополучном месте. Не хочется ставить ветрячек на виду (электричества нет). Я о таком варианте тоже думал. Спасибо!
Спасибо Вам большое! Действительно Ваш канал помогает быть более разносторонне развитым и иметь хоть какое то представление о том, как устроен окружающий мир. Простыми словами, наглядно для простых людей.
Новых идей для хороших роликов в Новом году! Ожидал услышать про замечательную дробь 27/64 :) Вопрос: при прочих равных ветряк будет выдавать большую мощность в сухую или дождливую погоду? В холодную или тёплую? При повышенном или пониженном атмосферном давлении? С какой скоростью должен вращаться ветряк, чтобы отобрать наибольшую мощность? Почему на больших электроветряках всего 3 лопасти? // ролик про вопрос, но без ответа увидел и посмотрел :) А штормовые ветряки многолопастные. Почему? Кстати, вот вертолёты соосной схемы зачем делаются с парой винтов, если получается, что работает только один? Поставили бы дешёвый противовес для компенсации момента, не заморачивались бы с двумя автоматами перекоса? Спасибо!
Насчёт вертолётов. С чего это там работает только один винт? Библаны же впосле себе имеют повышенную подёмную силу. Просто несколько меньшую, что делает конструкцию менее эффективной по массе. Увеличение длины лопасти это всё ещё самый эффективный путь. Но иногда ТЗ ограничивает длину винта и тогда у нас есть выбор между увеличением числа лопастей
@@none776 ну ролик как бы намекает. У бипланов одно крыло не находится в вихревом потоке другого, аналогия, как мне кажется, не работает. А длина лопасти ограничена и скоростью движения её конца. Сабельные пропеллеры же не просто так появились.
мне 41, но смотрю ваш канал как первоклашка. Безумно интересно! Спасибо, учитель! Жаль вы у нас не преподавали (((
Спасибо!
КПД лопастей будет тем выше, чем меньше вихрей образуется за лопастями. В идеале, ламинарное течение должно сохраняться и до и после прохождения лопастей.
Спасибо за внятное объяснение. Есть ещё просьба рассмотреть эфективность вертикального ветрогенератора с направляющим аппаратом, есть ли в этом смысл и повышается ли эффективность его работы ?
Смысл есть. И это естественная тяга зависит от высоты трубы, Чем выше труба в печи, тем лучше тяга. Перепад температур тоже влияет. Вставляйте генератор в трубу и не один...
@@user-rn9yq5gf6v Приветствую! Затраты на данное сооружения/конструкцию не соотносятся с приростом мощности. Ещё в СССР были такие экспериментальные установки. Есть неплохая литература на эту тему от 60-70х годов 😆
Даже пытались строить, где-то в горах, трубу проложили чуть не два километра по склону. Ну крутилось там у них, за счёт перепада давления, но без особого энтузиазма.😊
Читал, что в Казахстане эксплуатируются ветряки именно такой конструкции с внешними диаметрами конфузора и диффузора порядка 2 метров. Не великая эффективность, но эксплуатантов устраивает)
Нет, вы не правы, за диффузором давление будет ниже атмосферного т.к. поток воздуха обтекающий всю эту конструкцию снаружи, после прохождения крайней кромки диффузора, обнаружит нехватку воздушной массы выходящей из внутренней части конструкции и соответственно устремиться эту нехватку заполнить, от чего скорость этого потока будет больше скорости основного потока. Об этом свидетельствует, такое явление как арки в домах, внутри которых дуют очень сильные потоки ветра.
Можно еще понизить давление за пропеллером- направить поток наружного воздуха так, чтобы в трубе создавалось дополнительное разрежение по типу струйного насоса. Такие насосы (с водяной струёй) используются как вакуумные даже. Итого на винте в трубе можно добиться существенного перепада давления, то есть заставить его работать эффективнее. И не факт, что это должен быть вот такой воздушный винт, здесь просится что-то вроде пологих поверхностей, протяженных в пространстве. Где высокое давление и перепад- там турбина. Здесь ситуация обратная.
А почему в арках домов ветер бывает таким, что приходится ставить перила?
Отвечу как архитектор, мы это изучаем на втором курсе) По сути, ветер не может обтечь дом целиком, потому как дом широкий. Создаётся область повышенного давления перед фасадом дома, эту область обтекает набегающий поток ветра и устремляется: а) Вверх, уходя через крышу здания б) У краёв вбок, уходя через торцы здания Если же вы хотите это использовать для ветряков, то вам натурально надо делать огромные пустые бетонные плотины, которые бы препятствовали потоку воздуха) А это дорого и не так уж и эффективно, потому как эти здания ты никак не сделаешь эксплуатируемыми. Плюс, - это работает только для узких значений розы ветров. В реальности мест с такой розой ветров либо не существует, либо их настолько мало, что придётся создавать не просто плотину, а систему лабиринтов, размером с город)
@@Andrey_Gysevв Волгограде недавно мост не строили ?)
Очень даже способствует!
вырассматриваете ламинарное течение, А опыты показывают обратное: поток закручивается лопатками вентилятора. В трубе образуется закрученный поток, способствующий прохождению большего обьема воздуха. Кпд возрастает
Представьте себе поток площадью 10 квадратных метров. В нем можно смонтировать что угодно: конфузор, диффузор, ротор лопастной, турбину. При этом имейте ввиду, что в потоке количество энергии не может изменяться, количество - постоянно. Если поставим диффузор, то трение потока о стенки диффузора уменьшат энергию потока. Добавим конфузор - ещё одно уменьшение, добавим ротор - ещё одно уменьшение энергии потока. Поставим много разных элементов - энергия потока будет "размазана" по ним. И ветряку ничего не останется в итоге. Я не прав?
@@user-bt9kd9lc8k Вы сталкивались с турбулентным потоком? Там трение сволится к минимуму, аак будто его вообще нет
В институте учил в далёком 1975 г. формулу Рейнольдса : вдро делить на мю. Если 3200 и меньше - поток ламинарный, больше и до 5600 переходный режим, ещё больше - турбулентный поток. В двутомном английском справочнике по термодинамике различают 5 вариантов потока. В двутомной монографии Идельчика "промышленная термодинамика" - море графиков и таблиц по сопротивлениям потоку. (Только там я нашел расчет аэродинамической трубы). Смею уверить Вас, что увеличение сопротивления среды пропорционально квадрату скорости: увеличение скорости в 2 раза приводит к увеличению сопротивления в 4 раза. Как то так.
С Новым Годом! Кажется вы не совсем точны, перепад давления на лицо. Он срабатывается на турбине, перепад больше чем без диффузора - конфузора и если еще добавить щели для создания разрежения за ветряком то эффективность повысится еще. Тем не менее в общем вы правы, повышение эффективности вероятно будет весьма незначительным ( в пределах до 10% чисто интуитивно, конечно оно зависит от форм и размеров) а стоимость такой конструкции вокруг ветряка настолько удорожает сам ветряк (наверное раза в 2 для маленьких и не представляю сколько б это стоило для ветряков с диаметром 100м) что создание пдобных вещей экономически не целесообразно.
В этой схеме авторы не сказали про эжекцию позади установки, это когда ветер обтекает установку с большей скоростью и увлекает за собой воздух позади установки создавая разряжение.
Я промоделировал такую трубу в Solidworks. Действительно работает схема и получается увеличить скорость потока с 5 м/с до 8 м/с. Понятное дело, что если оптимизировать, то можно будет добиться лучшего результата. Но такая труба прибавляет много массы поэтому вряд ли целесообразно так делать
Тем более актуально после видео "Ветер в подворотне: насколько он силён?"
Это, думаю, самый точный ответ об эффективности диффузора. Моделирование. Спасибо!
Почему тогда автор ролика это опровергает???
@@user-pt6iu9mv5s имхо, в ролике рассеивающая струя, которая тормозится в стоячем воздухе комнаты. А нужно моделировать ситуацию с движением масс воздуха, значительно превышающих экспериментальную установку.
@@Anatoliy_- а как же ветер в подворотне, а как же ветер между домами, а в арках домов??? Ветра как бы особого нет, а в таких местах, многоэтажек постоянно дует, да так что капец... Или даже по улицам, в плотной застройке с высокими заборами... Постоянно тяга сквозняка*, такая, что капец... А в самой квартире, когда вдруг открывая входную дверь, а из подъезда открытых окон на лестничном марше, врываясь в квартиру ветер, с какой силой закрывает вдруг открытое окно, или дверь на балконе???
в 1998м году, если не ошибаюсь, в журнале "Юний техник" была описана подобная конструкция и говорилось, что ее эффективность намного выше, чем просто пропедлер. Несколько таких конструкция я сделал и испытал еще тогда, но не обнаружил значительной разницы.
@@timurzarifov пропедлер может и получать тягу, что он успешно делает в ТРД, только там давление создается компрессором в замкнутом пространстве. Ветряк открытая система и поднять давление выше атмосферного тут не получится
@@timurzarifov осталось в Вашем повествование разделить КНД и КВД на контуры и тогда в нем добавится немного смысла. Лопатки турбины кардинально отличаются от лопаток компрессора, а вот лопатки компрессора от лопаток импеллера отличаются только размером, ибо импеллер и есть копрессор
Та же система вытяжки в домах, только без диффузоров) на разности давления очень хорошо раскручивается вентилятор
Почитал по этой теме несколько статей - таки увеличивают конфузоры эффективность, но ненамного- 20.. 30%, а вовсе не в соотношение площадей раз. . Дешевле часто оказывается просто использовать фетряк большего диаметра
Максимум что можно получить из такой конструкции это больший крутящий момент без изменения мощности. То есть при определенных условиях такая конструкция имеет место быть. А в отбычных условиях надо просто сделать ветряк больше и получим большой крутящий помент
Очень интересно автор рассказывает и показывает, создается впечатление что вокруг этой конструкции воздуха никакого нет, и можно ее обтекать свободно. Да вот только вокруг тоже воздух, и чтобы обтечь всю эту халабуду, надо тот воздух как то подвинуть, а значит давление на кромке тоже будет повышенным.
Конструкция чем-то напоминает сопло сверхзвукового реактивного двигателя. Ракеты летают. Срыв потока во расширяющейся части не очевиден. Форма расширяющейся части может быть оптимизирована. Сужающаяся часть сопла даст избыточное давление. При доработке конструкция может работать.
На сколько денег готов спорить?
Мне конструкция напомнила газожидкостный эжектор. Правда в нём наоборот электрическая энергия переходит в механическое движение
Какой же невероятно приятный мужчина. В топе ютуб преподавателей к Тамаре Эйдельман добавился Андрей Щетников
Как тогда слабый ветерок превращается в очень сильный особенно в горах или между высокими зданиями.? Иду по своему району, тишь да гладь а между домами просто сдувает!
Отвечу вам как Архитектор. У земли создаётся запирание, ветер обтекает стоячий воздух с высоким давлением у земли и устремляется вверх. По вашей логике, - ветряки нужно делать: а) Широким фронтом, не давая воздуху обтечь ветряк сбоку б) Высоким фронтом, чтобы передний диффузор перекрывал всю высоту ветряка, не давая воздуху обтечь ветряк снизу. И чтобы ветряк выдержал такие нагрузки - его надо прям из бетона делать, по сути, создавая ветряковые ГЭС, с огромными плотинами, стоящими на земле)
@@Andrey_Gysev главное то что можно усилить силу ветра с 2-3м в с. до 15-20. и сделать ветряк балее эфективным. А в этом ролике это вроде как опровергли.
@@user-vp3pw5ob8u Он будет более эффективным только в определённых местах с узкой розой ветров) Потому как такой ветряк банально не будет получать преимущества "сужения" потока, при повороте уже даже на 45 градусов. Так что либо придётся создавать гигантские кольцевые плотины-плато, либо создавать лабиринты из плотин) В любом случае, всё не настолько радужно)
@@alexanderrusetsky8119 идея хорошая, но никто не захочет жить в таком районе из за шума и сильных ветров.
Большой дом с аркой. По наблюдениям, в арке поток ветра всегда сильней, чем на открытом пространстве. При расчетах ветровых нагрузок пользуются СНиПами "Нагрузки и воздействия"
4:21 снаружи давление будет атмосферное, да. Но дальше от диффузора, конечно уравняется. В зоне влияния диффузора оно будет на столько пониженное, на колько повышенное перед конфузором. Вы не берёте в расчёт потоки, движущиеся снаружи турбины.
Спасибо за хороший ролик! Но а как же турбодетандер П.Л.Капицы? А если турбодетандер соединить с тепловым насосом? На входе в систему t воздуха 300 Кельвинов, а на выходе жидкий воздух. Разницу энергии направить в электросети?
Небольшое замечание: На выходе струя не будет сохранятся, а как правило, расширяется по форме раструба. Именно так работают радиаторы теплообменников, обдуваемые вентиляторами. На входе сколько-нибудь заметного повышения давления потока не получиться, ибо энергия теряется в основном на простое давление (и совершенно верно сказано в ролике, обтекание) наклонных стенок... Так, что в целом, присоединяюсь к бесперспективности идеи.
А что тогда происходит "между домами", когда там ветер дует так, что пройти трудно? (Между большими многоквартирными домами)
ТАМ ДРУГОЕ -- ВЕРТИКАЛЬНАЯ ЩЕЛЬ В ЭШЕЛОНИРОВАННОЙ ПО ВЫСОТЕ ВЕТРОВОЙ НАГРУЗКЕ. ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОТ ВЕРХНЕГО ЭШЕЛОНА -- ВНИЗ
@@user-yf3sv7sv1i не очень понятно
Есть еще нисходящие потоки Смотрел в Лондоне у одного небоскреба люди улетали на метров 20 проходя мимо круглосуточно и без остановки. Проблема решена было установкой на фасаде дома что-то вроде балкончиков для рассечения потока
Вспомнился мультик... Ты его (мальчика) на лошади не догонишь. Мальчик на двух ногах .. раз, два, раз два... А твой конь на четырех раз, два три четыре .. раз, два три четыре )))
У меня знакомый одно время очень горел идеей сделать велосипед, приводимый в движение по такому же принципу как вы показали: спереди большая воронка, которая будет собирать весь набегающий воздух в струю, которая будет дуть на турбину. Я ему говорю - не, чувак, это не будет работать. Я тогда еще не знал всех этих научных объяснений про области повышенного давления, но чисто интуитивно понимал, что сам по себе, добровольно, воздух не будет собираться в эту воронку - ему будет проще обтечь ее снаружи, чем ломиться внутрь.
"сам по себе, добровольно, воздух не будет собираться в эту воронку - ему будет проще обтечь ее снаружи, чем ломиться внутрь" Вы отрицаете существование сквозняков! ;) По вашей логике, воздух просто будет обтекать дом.
Ну часть собираться будет, только оно и будет тормозить велосипед таким аэродинамическим тормозом. И чем быстрее попытается ехать - тем сильнее будет тормозить.
Очередной изобретатель перпетум мобиле?
@@Alexey_Kuterev, смотрите в чем проблема. Предположим, есть большой ветрогенератор. Он стоит на подвижной платформе. В момент когда он стоит на платформе и не двигается - он вырабатывает электроэнергию! Много электроэнергии. Что нам мешает взять эту энергию, и подключить электродвигатель, который будет толкать платформу с ветряком в нужную нам сторону. А что нам мешает начать двигать платформу против ветра? Что будет в этот момент? А чем быстрее мы будем двигать платформу против ветра, тем быстрее будет движение воздуха против ветряка, тем больше он будет вырабатывать энергии! Вы скажете что сила ветра пересилит мотор, который будет двигать платформу с ветряком. Но что нам мешает, двигать платформу импульсами? Накопили ведро энергии - сдвинулись на метр вперед. Копим опять. И так по чуть-чуть пылим вперед против ветра. Мало того, какая должна быть скважность этого движения? А если существует точка равновесия, при котором при скорости ветра, например, 10 м/с нам хватает энергии чтобы двигать нашу конструкцию непрерывно со скоростью 1 см/с. А если мы будем двигаться по ветру? Наш избыток энергии позволит обгонять ветер? Злые языки говорят kzhead.info/sun/e7mqotuXhISOg3k/bejne.html
@@user-rd2ol4ul3x согласен. А ещё меня постоянно доказывают почему у меня электровелосипед без рекуперации. Доказывают что она более 50 процентов в аккумулятор возвращает. Ещё говорят чтоб поставил второй мотор на другое колесо в режиме генератора 😂
Спереди диффузор уберите, трубу тоже почти всю уберите и оставьте только небольшой диффузор сзади турбины и тогда будет эффект небольшой, за счет снижения давления за турбиной, разность давлений будет больше ну и поток на турбине значит больше
Спасибо, для таких неучей как я это очень важно знать
То есть сначала делается лирическое (т.е. без цифр) утверждение, что сужение трубы не даст прироста скорости. Потом говорится, что именно так в ГЭС нагнетается давление. И тут же, через 10 секунд делается вывод(!), что схема нерабочая. Прикольно. И главное ни у кого никаких вопросов, всем всё понятно.
Спасибо за видео! Такой тупой вопрос: если делать сужающуюся слева направо систему,, а по центру, как пример, ветряк, то давление будет повышено слева или нет? Причем правильнее, судя по всему, будет ставить ветряк в области, где труба начнет расширятся назад.
Значит, надо делать расширение плавным, без острых краев
циллиндрическая часть уменьшит перетекание на законцовках лопастей. при небольших размерах и большом количестве лопастей еще эффективнее будет это кольцо заодно с лопастями.