Математика вертикального ветряка.

Здесь только лопасти.

Сообщение
Автор
28 май 2015, 18:50
Всем привет!
Я уже собрал работающий генератор и теперь пришла пора самого ветряка. Я склоняюсь к вертикальному, но вот его будущие габариты для меня все еще остаются проблемой.
Дальше пойдут мои мысли и догадки...

Сначала я думал о "бочке" с шестью лопастями диаметром в 2м.
Изображение
Но потом я начал считать.
Если отбросить все лишнее (силу трения, сопротивление генератора, инерцию, т.д.) и оставить только ветер и ветряк, то получается, что ветряк, а точнее его лопасть, что бы сделать один оборот, должен проделать путь в 1*2*3,14=6,28м (окружность описываемая лопастью при радиусе "бочки" в 1м). То есть чтобы раскрутить бочку до одного оборота в секунду нужен ветер скоростью 6,28м/с. Если же мы хотим получить большую скорость вращения при том же ветре, мы должны уменьшить радиус "бочки". И если, к примеру, радиус бочки будет не метр, а полметра, то она будет делать два оборота в секунду при том же ветре.
А теперь вспоминаем про все остальные силы природы. Чтобы преодолеть сопротивление генератора нужно некое усилие. И чем больше радиус "бочки" тем меньшее усилие нужно приложить к лопасти. Но мы стремимся уменьшить радиус. Значит нужно увеличивать площадь лопасти. Таким образом получается, что наиболее разумная конструкция (чисто теоретически) - "бочка" с маленьким радиусом и огромной высотой.
Но идея делать "бочку" радиусом в 0,5м и высотой в 20м меня как-то не радует.
В итоге возникла идея покрыть "бочку" большим неподвижным кожухом.
Изображение
Таким образом большой объем воздуха (ветра) будет давить на лопасти с большим усилием, а благодаря малому радиусу "бочки", скорость ее вращения будет велика.

Теперь вопросы!
1. Все ли я правильно придумал?
2. Есть ли золотое соотношение высота/диаметр?
3. Есть ли формула для расчета необходимой площади лопастей и диаметра "бочки" для получения конкретной мощности?
29 май 2015, 00:40
Дифузор поможет увеличить мощность, но не так сильно, как нам бы хотелось. Предлагаю простейший опыт провести, очень наглядно будет - свернуть лист, например, картона, в воронку. Входное отверстие широкое, выходное маленькое. Казалось бы, ветер со всей поверхности входа должен сложиться, и направиться в выходную дырку. А на практике поток получится слабенький, а ветер эту конструкцию просто обогнет.

Делал несколько простецких вертикалок. ВСЕ по тяге существенно уступали обычному пропеллеру такого же размера. Причем, винт изготовить проще в разы.
29 май 2015, 16:31
Теперь вопросы!
1. Все ли я правильно придумал?
2. Есть ли золотое соотношение высота/диаметр?
3. Есть ли формула для расчета необходимой площади лопастей и диаметра "бочки" для получения конкретной мощности?


...A Теперь ответы!
1. Ви ошиблись в самом начале - вертикалки только для забави!
2. нету...
3. Есть, но она никого неустраивает!...
4. вот одна забава
http://savepic.org/7326541.jpg ---> kartoff.gif
31 май 2015, 19:27
Да... Не обрадовали вы меня. Обычный ветряк я поставить не могу, так что придется все же экспериментировать с вертикалкой.

А вот еще вопросик возник.
Сам генератор - трехфазник на неодимовых магнитах. В процессе тестирования одна катушка выдавала мне максимум 12В и 4А (всего их девять). Это при том, что ротор я крутил рукой на скорости примерно три оборота в секунду и магниты были сильно разведены, чтобы не побить катушку. После сборки генератор выдал мне максимум 105В. А вот с силой тока засада. При подключении амперметра генератор не реально провернуть рукой, словно он закорочен. Максимум на что я способен - полоборота в секунду при которых амперметр показал 2А.
Вопрос! Как узнать потенциально возможную силу тока и мощность генератора?
01 июн 2015, 02:09
KHTRE писал(а):
Да... Не обрадовали вы меня. Обычный ветряк я поставить не могу, так что придется все же экспериментировать с вертикалкой.

Так и их всяких немало понаделано. Насколько знаю, у роторов Дарье КИВ близок к пропеллерам. Правда они хорошо работают, когда разгонятся. А на малых оборотах так себе.
Хорошо бы как можно больше просмотреть практических конструкций. И оттолкнуться от наиболее удачной.

KHTRE писал(а):
А вот с силой тока засада. При подключении амперметра генератор не реально провернуть рукой, словно он закорочен.

А он и закорочен, если просто прицепить амперметр на выход генератора. Так устроен прибор, его внутреннее сопротивление - доли Ома. Потому мерять надо, включив его в разрыв между генераторм и нагрузкой. Но поздравляю, генератор получился хороший, если при замыкании его трудно провернуть.
KHTRE писал(а):
Вопрос! Как узнать потенциально возможную силу тока и мощность генератора?

По-хорошему, на токарном станке это удобно делать. На одних оборотах покрутил, померял, на других, с разными нагрузками. Записал результаты на бумажку. Из них можно и график построить для наглядности... Если роскоши типа станка нет, то придется тоже самое проделать руками, дрелью, шуруповертом... Вобщем, голь на выдумки хитра. Получится не так точно, но худо-бедно параметры можно прикинуть.
01 июн 2015, 09:55
Вовик_Ай писал(а):
По-хорошему, на токарном станке это удобно делать. На одних оборотах покрутил, померял, на других, с разными нагрузками. Записал результаты на бумажку. Из них можно и график построить для наглядности... Если роскоши типа станка нет, то придется тоже самое проделать руками, дрелью, шуруповертом... Вобщем, голь на выдумки хитра. Получится не так точно, но худо-бедно параметры можно прикинуть.


Дрелью можно попробовать, только переходник придется выдумать.
Спасибо за совет. Буду пробовать.
01 июн 2015, 12:32
....и всетаки картинка-чертежик генератора имеем?.... мож там изяни?..
01 июн 2015, 13:13
hrpankov писал(а):
....и всетаки картинка-чертежик генератора имеем?.... мож там изяни?..

Там все как у всех. Два тормозных диска, ступица, пара подшипников, 24 магнита 30*10 и 9 катушек по 400 витков 0,95 проводом. Без нагрузки крутится легко и просто.
02 июн 2015, 11:20
...а катушки с воздушним "сердечником"?.... в смисле пустие???...
02 июн 2015, 13:28
hrpankov писал(а):
...а катушки с воздушним "сердечником"?.... в смисле пустие???...

Да, пустые. Я про сердечники поначитался всякого и решил без них делать.
03 июн 2015, 01:19
Все верно... Сердечник, лишь способ сконцентрировать магнитный поток, и направить его по нужному пути. При выбранных магнитах и конструкции, он не к чему.
Железные генераторы эффективнее. Но они и конструируются по другому. Как минимум, из соображений прочности, и борьбы с залипаниями.
25 июн 2015, 17:14
Три лопасти 2 метра, и на ветер. Будет отличный ветряк.

С уважением Николай,
Администратор форума.
07 июл 2015, 14:14
... а что, уже крутится вертушка?...
29 фев 2016, 15:41
hrpankov писал(а):
... а что, уже крутится вертушка?...

На днях доделал, но он пока в гараже. Как слегка потеплеет - сразу поеду устанавливать. Но уже сейчас понятно, что бандурина получится адская (стальной каркас в виде целиндра 2м в диаметре и 5м в высоту).
29 фев 2016, 17:27
Огого... Удачи в испытаниях!

Сообщений: 23 Пред. 1, 2 След. Страница 1 из 2
Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и гости: 0

| |

cron