* Регистрация    * Вход
Проектирование | Теория и концепции | Объекты участников
Практические вопросы | Предпринимательство | Проекты сообщества







Аеродинамика
#1   22.07.2014 — 19:03
Тут вот натолкнулся на такую схему, и в связи с разработкой и установки вертикального ветрогенератора на крыше геодома возник ряд вопросов Изображение
1. Эта картинка, как я понимаю, отображает циркуляуцию воздуха и воздухозабор сверху в жаркое время года?
2. В холодное (зимнее) время года забор воздуха происходит уже по другому, концепция циркуляция меняется?
3. Помогите найти схематичное движение/огибание воздушных потоков полусферы. Требуется понять, как максимально можно направить эти потоки к вершине сферы, где будет находиться ветрогенератор.

Заранее благодарю за ответы. )
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#2   23.07.2014 — 02:27
Аватара пользователя
AsmodeY писал(а):
Тут вот натолкнулся на такую схему, и в связи с разработкой и установки вертикального ветрогенератора на крыше геодома возник ряд вопросов Изображение
1. Эта картинка, как я понимаю, отображает циркуляуцию воздуха и воздухозабор сверху в жаркое время года?
2. В холодное (зимнее) время года забор воздуха происходит уже по другому, концепция циркуляция меняется?
3. Помогите найти схематичное движение/огибание воздушных потоков полусферы. Требуется понять, как максимально можно направить эти потоки к вершине сферы, где будет находиться ветрогенератор.

Заранее благодарю за ответы. )
Привет, Асмодей!
Хорошая тема - аэродинамика. Дайте ссылку на источник приведённой схемы.
_________________
let your routers run forever ...
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#3   23.07.2014 — 05:06
viewtopic.php?f=6&t=257
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#4   23.07.2014 — 05:10
Аватара пользователя
Вот так надо делать...
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#5   23.07.2014 — 06:38
And-Ray, да, приблизительно по такому же принципу, но не в таких масштабах и не так "жестко", ибо коллектором выступает непосредственно жилище.
Только, есть исключение. В солартауер постоянная тяга создается в трубе, а дома такой тяги достичь невозможно, как по времени, постоянности, так и по силе, поэтому основной источник ветра планируется - атмосфера снаружи.
Тяга вентиляции дома планируется (изучается скорее) для дополнительного воздействия на ветряк. Если уж экономить эффективно, то почему бы и нет?
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#6   23.07.2014 — 06:48
Аватара пользователя
Оцените навскидку, стоит ли овчина выделки... http://forum.domesworld.ru/viewtopic.php?p=11212#p11212
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#7   23.07.2014 — 07:48
And-Ray писал(а):
Оцените навскидку, стоит ли овчина выделки... http://forum.domesworld.ru/viewtopic.php?p=11212#p11212
Если честно, то я не понял для чего.
Я лично планирую не только энергию ветра использовать, но и солнечную, преобразовывая, как в электрическую, так и в тепловую, и дизельгенератор.
Безусловно излишки накапливать в аккумуляторах, построив нормальную гибридную систему.
PS Я могу купить 10 ветрогенераторов, 100 панелей и т.п., и получить мощную электростанцию на небольшое поселение. НО мне не денег жалко - я хочу построить дом своими руками. Купить я могу хоть завтра.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#8   23.07.2014 — 08:06
Аватара пользователя
AsmodeY писал(а):
Если честно, то я не понял для чего.
Если Вам просто интересен сам процесс изобретательства, вне всякой зависимости результата, то у меня нет никаких аргументов против.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#9   23.07.2014 — 08:23
And-Ray писал(а):
Если Вам просто интересен сам процесс изобретательства, вне всякой зависимости результата, то у меня нет никаких аргументов против.
Да, для меня сам именно процесс интересен, а для жены результат - создание экологичного дома, высокоэффективного, с самообеспечивающийся системой постоянного проживания.
А в целом у меня мечта построить поселение для моих сотрудников, чтобы выбраться из душного мегаполиса и жить на чистом воздухе, и не зависеть от нашего "государства" и общества в целом.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#10   23.07.2014 — 09:06
Аватара пользователя
AsmodeY писал(а):
And-Ray писал(а):
Если Вам просто интересен сам процесс изобретательства, вне всякой зависимости результата, то у меня нет никаких аргументов против.
Да, для меня сам именно процесс интересен, а для жены результат - создание экологичного дома, высокоэффективного, с самообеспечивающийся системой постоянного проживания.
А в целом у меня мечта построить поселение для моих сотрудников, чтобы выбраться из душного мегаполиса и жить на чистом воздухе, и не зависеть от нашего "государства" и общества в целом.
Очень достойное стремление и я в свою очередь всей душой его поддерживаю.

Так вот, чтобы быть уверенным в этой самой самообеспеченности и следует проводить грамотные расчеты с холодной головой и без эмоций. Вы ведь не хотите, чтобы эта система была бестолково формальной.

Вообще самообеспечение дома в наших широтах за счет энергия ветра и солнца тема весьма спорная.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#11   23.07.2014 — 09:24
And-Ray писал(а):
Так вот, чтобы быть уверенным в этой самой самообеспеченности и следует проводить грамотные расчеты с холодной головой и без эмоций. Вы ведь не хотите, чтобы эта система была бестолково формальной.
Безусловно - я же бизнесмен, какой никакой )))
А приблизительную мощность ветрогенератора с многолопастным ротором с направляющим аппаратом я конечно знаю - и цель этой темы была как раз выяснить, как эту мощность увеличить за счет огибания воздушных масс полусферы и вентиляционных потоков геодома.
Считать, что 10-50 ватт это ничто для энергопотребления дома - ничего не понимать в экономии )))
А для меня этот ветряк (как пример) - это гарантированное аварийное освещение дома.

И по теме, кстати, помочь можете? Есть какие либо наглядные пособия про аэродинамики сферы и подобных форм?
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#12   23.07.2014 — 20:00
Аватара пользователя
Думаю купол создает дополнительный поток воздуха в сторону верхушки.
В таком случае хорошо будет работать вертикальная роторная турбина V- или H-формы.
http://www.youtube.com/watch?v=dULdKaADPa0#t=26

maxresdefault.jpg
maxresdefault.jpg [ 48.85 Кб | Просмотров: 11231 ]
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#13   24.07.2014 — 05:08
Аватара пользователя
AsmodeY писал(а):
And-Ray писал(а):
Так вот, чтобы быть уверенным в этой самой самообеспеченности и следует проводить грамотные расчеты с холодной головой и без эмоций. Вы ведь не хотите, чтобы эта система была бестолково формальной.
Безусловно - я же бизнесмен, какой никакой )))
Вот, как бизнесмен, Вы безусловно должны понимать, что любая затея как коммерческая, так и техническая должна быть количественно обоснована. Согласитесь, начинать что-либо без предварительной оценки количественных соотношений, основываясь исключительно на качественных прикидах, это авантюра.
Цитата:
А приблизительную мощность ветрогенератора с многолопастным ротором с направляющим аппаратом я конечно знаю - и цель этой темы была как раз выяснить, как эту мощность увеличить за счет огибания воздушных масс полусферы и вентиляционных потоков геодома.
Считать, что 10-50 ватт это ничто для энергопотребления дома - ничего не понимать в экономии )))
А для меня этот ветряк (как пример) - это гарантированное аварийное освещение дома.

И по теме, кстати, помочь можете? Есть какие либо наглядные пособия про аэродинамики сферы и подобных форм?
Насчет отбора мощности из выхлопа вентиляции. Надеюсь, что Вы не будете против утверждения - отбор кинетической энергии у движущегося тела приводит к его торможению. Применительно к данному случаю это означает, что отобрав мощность из вытяжки, Вы замедлите поток воздуха и ухудшите вентиляцию помещения.

Да просто наберите в гугле "обтекание шара газом" и посмотрите на картинки линий обтекания.

Вот например эта Изображение

Из картинки видно, что линии тока сверху шара уплотняются, а скорость несколько увеличивается по отношению к скорости набегания потока. На сколько увеличивается - процентов на 10-50, т.е. максимум в полтора раза, но не в десятки раз. Чтобы увеличить скорость воздуха в разы нужна воронка, направленная раструбом к потоку.

Причем увеличивается скорость только над самой макушкой шара. Туда и можно по идее поставить ветряк, но его эффективность, по отношению к удаленному ветряку увеличится незначительно. Гораздо выгоднее поднять ветряк над землей как можно выше, там скорость ветра больше.

Ciudum, как видно из картинки, над макушкой купола поток не имеет вертикальной составляющей.

AsmodeY, имейте в виду, что производители указывают мощность при ветре 8-10м/с, но такой ветер характерен только для степных и прибрежных районов, а при скорости ветра 2-3 М/С мощность ветряка снижается в 50 раз.

Выводы:

1. ветряк надо ставить на отдельной высокой мачте
2. самый эффективный ветряк это лопастной пропеллерного типа.
3. число лопастей -3
4. лопасти должны быть с регулируемым углом атаки, чтобы обеспечить максимальный КПД при разных скоростях ветра.

Очень наглядное видео по теме

Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#14   24.07.2014 — 08:09
CiuDum писал(а):
Думаю купол создает дополнительный поток воздуха в сторону верхушки.
В таком случае хорошо будет работать вертикальная роторная турбина V- или H-формы.
http://www.youtube.com/watch?v=dULdKaADPa0#t=26
Вентиляционный поток не рассматривается, как основная движущая сила. Я думаю возможно все решить и вертикальным многолопастным ротором, направив в нужное направление лопасти, чтобы подхватить восходящий поток.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#15   24.07.2014 — 08:39
And-Ray писал(а):
Насчет отбора мощности из выхлопа вентиляции. Надеюсь, что Вы не будете против утверждения - отбор кинетической энергии у движущегося тела приводит к его торможению. Применительно к данному случаю это означает, что отобрав мощность из вытяжки, Вы замедлите поток воздуха и ухудшите вентиляцию помещения.
Да, это весомый довод.

And-Ray писал(а):
Очень наглядное видео по теме
Более чем, спасибо.
And-Ray писал(а):
Причем увеличивается скорость только над самой макушкой шара. Туда и можно по идее поставить ветряк, но его эффективность, по отношению к удаленному ветряку увеличится незначительно. Гораздо выгоднее поднять ветряк над землей как можно выше, там скорость ветра больше.
Вот тут не соглашусь. Макушка шара тут не причем. Либо я серьезно чего то недопонимаю. Все формулы и видео указывают на "срез" шара под определенным углом, то есть нет понятия макушки - есть только окружность, у периметра которой потоки уплотняются и увеличивается скорость. Достаточно представить прохождение метеора сквозь атмосферные слои.
Следовательно, мы можем искусственно сконцентрировать воздушные потоки в нужной нам точке шара - а вот этим макушка как раз и будет. Покажу на картинке, что имею ввиду. 1 вариант обычный (все потоки равномерно растекаются по шару), вторая - с направляющими/меридианами (ребрами, закрепленными на шаре).
Уж как получилось побыстрому. Но суть в любом случае одна - "макушки" в естественных условиях нет. Большой минус в направляющих - частично теряем устойчивость самой конструкции, так как создаем неплохой такой рычаг.
Изображение
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#16   24.07.2014 — 09:07
Аватара пользователя
AsmodeY писал(а):
And-Ray писал(а):
Причем увеличивается скорость только над самой макушкой шара. Туда и можно по идее поставить ветряк, но его эффективность, по отношению к удаленному ветряку увеличится незначительно. Гораздо выгоднее поднять ветряк над землей как можно выше, там скорость ветра больше.
Вот тут не соглашусь. Макушка шара тут не причем. Либо я серьезно чего то недопонимаю. Все формулы и видео указывают на "срез" шара под определенным углом, то есть нет понятия макушки - есть только окружность, у периметра которой потоки уплотняются и увеличивается скорость. Достаточно представить прохождение метеора сквозь атмосферные слои.
Насчет шара в свободном пространстве все верно, так и есть, но купол это половина шара, стоящая на Земле. За счет влияния земли несколько выраженная макушка все же будет.
Цитата:
Следовательно, мы можем искусственно сконцентрировать воздушные потоки в нужной нам точке шара - а вот этим макушка как раз и будет. Покажу на картинке, что имею ввиду. 1 вариант обычный (все потоки равномерно растекаются по шару), вторая - с направляющими/меридианами (ребрами, закрепленными на шаре).
Уж как получилось побыстрому. Но суть в любом случае одна - "макушки" в естественных условиях нет. Большой минус в направляющих - частично теряем устойчивость самой конструкции, так как создаем неплохой такой рычаг.
Все это в идеале сводится к следующей картинке, как видно, купол здесь вроде как и не причем.

Нет, можно такое оребрение и на куполе сделать, НО при этом надо закрыть меридианы потолком, иначе воздух уйдет вверх, а не на турбину. Только это уже будет электростанция, а не дом)))))Изображение
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#17   24.07.2014 — 09:16
And-Ray писал(а):
Только это уже будет электростанция, а не дом)))))
хм.. задумалсо... ищу доводы, почему дом не может быть электростанцией... эстетика? черт его знает - бывают дома страшнее самого некрасивого технического здания.
Лишние расходы? Понимание пользы от возобновляемых источников энергии для меня равносильно эстетическому удовольствию - иначе не вижу смысла украшать, красить, "дизайнить" дома из-за лишних расходов.
Окупится? А может и окупится! ;) Надо посчитать, хотя эт такое дело - не все мерять нужно (хоть и можно) облигациями. ))
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#18   24.07.2014 — 09:20
Аватара пользователя
Вот изобразил навскидку что должно получиться.
Турбина естественно должна быть в центре (не изображена)

24-07-2014 13-15-49.jpg
24-07-2014 13-15-49.jpg [ 133.98 Кб | Просмотров: 11174 ]
24-07-2014 13-17-46.jpg
24-07-2014 13-17-46.jpg [ 122.01 Кб | Просмотров: 11174 ]
24-07-2014 13-18-49.jpg
24-07-2014 13-18-49.jpg [ 200.8 Кб | Просмотров: 11174 ]
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#19   24.07.2014 — 09:55
And-Ray писал(а):
Вот изобразил навскидку что должно получиться.
Турбина естественно должна быть в центре (не изображена)
Да я в принцип то понял. Только я это вижу примерно вот так:
Изображение
Все здание необязательно под захват потока забирать. Можно 1/3, не больше.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#20   24.07.2014 — 10:26
И в довесок добавлю еще пару-тройку мыслей.
Уверен, направляющие, увеличат скорость потока на верхушке дома, как минимум в 2 раза от базовой скорости ветра, воздействующего на дом.
Мною планируется базовый дом (самообспечивающийся модуль) диаметров всего в 6 метров. (Чтобы понятнее было в размерах по генератору).
На верхушке планируется вертикальный генератор на неодимовых магнитах диаметром 2 метра и высотой до метра. Материал лопастей и перегородок генератора максимально облеченный и достаточно крепкий. Расчетная площадь лопастей с направляющим аппаратом, подставляемых воздушному потоку, порядка 2м2 (не забываем про вихревые потоки сзади сферы).
Учитывая все это, можно рассчитать среднюю мощность такого генератора при средней скорости в данной местности ветра 2м/с:
стартовая скорость от 1 м/с - 5Вт; 2 м/с = 30 Вт; 4 м/с = 300 Вт. Безусловно все это только теория.
PS Понятное дело, при увеличении радиуса дома, увеличиваться будет и мощность ветрогенератора. Будет ли такой генератор шумным - покажет практика.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#21   24.07.2014 — 18:57
Аватара пользователя
О, какая динамичная тема!
Андрей, я балдею от твоих рисунков на вскидку.
Получается, что турбина зажата всенаправленным рупором, образованный двумя сферическими поверхностями. А форма неподвижных лопастей и лопастей турбины ведь явно не от балды?
Предлагаю материализовать рисунок 24-07-2014 13415-49.jog в виде макета на сферическом куполе диаметром 3120 мм из стеклоцемента. Лопасти так же будут изготовлены из стеклоцемента. Подшипники в обоймах у мения уже есть.
Асмодей, расскажите подробнее про генератор на неодимовых магнитах.
Макет позволит оценить шумность и мощность турбины, а так же зависимость Ш и М от формы лопастей.

24-07-2014 13-15-49.jpg
24-07-2014 13-15-49.jpg [ 133.98 Кб | Просмотров: 10870 ]
_________________
let your routers run forever ...
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#22   24.07.2014 — 20:43
brazilio писал(а):
О, какая динамичная тема!
Андрей, я балдею от твоих рисунков на вскидку.
Получается, что турбина зажата всенаправленным рупором, образованный двумя сферическими поверхностями. А форма неподвижных лопастей и лопастей турбины ведь явно не от балды?
Предлагаю материализовать рисунок 24-07-2014 13415-49.jog в виде макета на сферическом куполе диаметром 3120 мм из стеклоцемента. Лопасти так же будут изготовлены из стеклоцемента. Подшипники в обоймах у мения уже есть.
Асмодей, расскажите подробнее про генератор на неодимовых магнитах.
Макет позволит оценить шумность и мощность турбины, а так же зависимость Ш и М от формы лопастей.
Макет я уже начал собирать (картон, газетка, ПВА и т.п.) - оставил сохнуть, уже довольно крепкая конструкция, завтра продолжим работать над лопастями.
в виде генератора будет выступать кулер от процессора - напругу выдает, можно будет моделировать разные условия и делать конкретные замеры.
Крутиться на штатных лопастях его заставил только на сильном фене, а вот на картонных лопастях закрутился уже гораздо легче и без фена.
Изображение
Неподвижная часть чуть после. В процессе планирую собрать и макет самого дома.
Но считаю, что материализация различных исполнений и тестов в несколько рук - более чем правильно. Мой макет явно не предусматривает кастомизацию ширины и высоты лопастей ))) Но зато на практике позволит узнать эффективность направляющих поток к генератору )
Кстати цветная картинка не моя - это единственная картинка, которая гуляет по инету. Есть парочка из патентов и видео.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#23   24.07.2014 — 20:59
Аватара пользователя
Ветрогенератор может выглядить и так http://www.youtube.com/watch?v=0M-w5y5l8yk

mccamley-vertical-axis-wind-turbine.jpg
mccamley-vertical-axis-wind-turbine.jpg [ 145.26 Кб | Просмотров: 11093 ]
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#24   26.07.2014 — 05:37
Аватара пользователя
AsmodeY писал(а):
... Кстати цветная картинка не моя - это единственная картинка, которая гуляет по инету. Есть парочка из патентов и видео.
Вы имеете в виду эту картинку?
Про парочку из патентов и видео можно подробнее.

вертикальноосевой ветряк с направляющими лопастями.PNG
вертикальноосевой ветряк с направляющими лопастями.PNG [ 243.02 Кб | Просмотров: 10870 ]
_________________
let your routers run forever ...
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#25   26.07.2014 — 18:32
brazilio писал(а):
AsmodeY писал(а):
... Кстати цветная картинка не моя - это единственная картинка, которая гуляет по инету. Есть парочка из патентов и видео.
Вы имеете в виду эту картинку?
Про парочку из патентов и видео можно подробнее.
Да, про эту )
Ссылки на видео и патенты не сохранял, ввиду практической ненадобностью.
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#26   14.03.2015 — 21:10
Аватара пользователя
And-Ray писал(а):
Выводы:
1. ветряк надо ставить на отдельной высокой мачте
2. самый эффективный ветряк это лопастной пропеллерного типа.
3. число лопастей -3
4. лопасти должны быть с регулируемым углом атаки, чтобы обеспечить максимальный КПД при разных скоростях ветра.
Есть мнение, что парусные лопастные ветряки на малых скоростях более эффективны. Жесткая лопасть следует за потоком, а мягкая в потоке - соответственно, парусный начинает вращение при любом движении воздуха.
_________________
Если успех или крах этой планеты и человечества зависели от того, кто я и что делаю... кем бы я был? Что сделал бы?
Р. Бакминстер Фуллер
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#27   15.03.2015 — 16:55
Аватара пользователя
"Принципиально новая аэродинамическая модель решает проблемы безопасности и увеличивает производительность ветрогенератора. Корпус закрытого типа (с фронтальной и боковой защитой) также обеспечивает безопасность и аэродинамические преимущества. Малый размер и вес лопаток, низкая скорость вращения обеспечивают защиту системы от разрушения. Особая запатентованная форма/дизайн обтекателей и лопаток дают прирост КПД на 10−15% за счет эффекта Бернулли.
Вместо обычного двух- или трехлопастного вентилятора используется осевая турбина самолетного типа, в действующем прототипе — 20−24 лопатки. Это повышает КПД и снижает стоимость изготовления, так как сами лопатки существенно меньше вентиляторных. Более высокая скорость вращения, по сравнению с вентиляторным типом, позволяет избавиться от вредных для здоровья инфразвуковых колебаний." http://sdelanounas.ru/blogs/55087/

"Как уверяют разработчики, их ветрогенератор подходит для любых климатических условий и начинает работать при порывах ветра от 1,8 м/с и бесперебойно функционирует до 25 м/с. «Это единственная модель генератора, которая может быть установлена там, где живет или работает человек. Он уникален по своим характеристикам безопасности и одновременно с этим еще и производителен», — говорит один из разработчиков ветрогенератора нового типа Владимир Канин." http://sdelanounas.ru/blogs/58885/

http://optiflame-spb.ru/

generator2.jpg
generator2.jpg [ 10.71 Кб | Просмотров: 8658 ]
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#28   15.03.2015 — 18:08
концепция ветрогенератора для малых ветров
http://www.epikol.com/post_1266519712.html
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#29   16.03.2015 — 00:00
Аватара пользователя
Денизор писал(а):
концепция ветрогенератора для малых ветров
http://www.epikol.com/post_1266519712.html
похоже, что разработчики концепции не крутили никогда асимметричные объекты - как они компенсируют дисбаланс при такой конструкции?
_________________
Если успех или крах этой планеты и человечества зависели от того, кто я и что делаю... кем бы я был? Что сделал бы?
Р. Бакминстер Фуллер
Ответить с цитатой
Re: Аеродинамика
#30   16.03.2015 — 15:41
Денизор писал(а):
концепция ветрогенератора для малых ветров
http://www.epikol.com/post_1266519712.html
Как по мне, так слишком много трущихся деталей и соединений.
вот ветряк для ветров 2-5 м/с
Ответить с цитатой