Математика вертикального ветряка.
Добавлено: 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.
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.
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?
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.
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.
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?