Спасибо за лекцию. Бросилась в глаза небольшая ошибка на 8:08. Если вы V1 за скобку вынесли, то E=V2/V1, а не V1/V2. Это же видно из результата E=1/3, а не 3 (учитывая, что V2 < V1)
Приняв условия задачки из ролика, я еще попытался учесть КПД самой электрической машины ветряка приняв его за 80%. Получилась вырабатываемая электрическая мощность 1,931 МВт. При условии что на домовладение выделяется 15 кВт и если взять коэффициент использования электрооборудования 0,5, то получилось 257 домовладений можно обеспечить электроэнергией. Но ветер в 10 м/с это по классификации силы ветра является сильным (6 баллов по Бофорту). А если принять в расчет более часто дующий ветер в 5 м/с то мощность вырабатываемой электроэнергии резко упадет до 241 кВт (с учетом введенных мной потерь: КПД генератора 80% ). И если учесть коэффициент использования оборудования в домах равным 0,5, количество домовладений уменьшится до 32 домов. Но возможно я ошибаюсь.
@@ShamAlexander 15 квт на домовладение это на какую единицу времени? Это потребление в сутки или это потребляемая(подводимая) мощность в проводе к домовладению в пике потребления?
@@АлексейЕвгеньевич-ш5ц не будет такого, не питайте иллюзий. Ну скорее всего будет некий договор безопасности с новым руководством Украины с перемирием по линии фронта на момент подписания
У нас был Учитель физики ШАНИН ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ так у нас двоечник в техникум поступил с первого раза. Мне 55, а я помню... даже оптику, ну электронику...это хобби.Да я вроде бы и институт закончил, ну не с красным дипломом, но сопромат, ТММиДМ ,теормех дорвались в лёгкую опять ШАНИН И.Н. светлая Память ЕМУ. Кто его знает тот поддержит!
@@RobotN001 , я думаю, речь шла об инженерных решениях, которые минимизируют потери от возникновения турбулентных потоков. Или о чем-то еще, о чем я еще не знаю - в любом случае, было бы интересно послушать.
Интересно и понятно рассказанно. В Голландии испытывают новые ветряки с кофициэнтом 82-84.Которые обходят закон Беца.Я сам уже несколько штук сделал увидев на фото очень интересные и необычные ветряки.Голланцы построили их по принципу какой-то морской живности,которая двигается просто повернувшись потоку воды.Это три лопасти ,каждая из которых состоит из полукруга и крепится на оси по 120° и потом одновременно каждая лопасть гнется и заворачивается вокруг оси полтора раза по принципу Архимедова винта.Получается примерно форма бутона Розы, но только лепестки все под нужными углами находятся. И такому ветряку не нужен хвост,чтобы ловить ветер.Он сам поворачивается в сторону максимального ветра.
Для справки замечу, что понятия "ламинарный" и "турбулентный" применительно к воздушному потоку имеют смысл только тогда, когда речь идет об обтекании конкретного тела. Коэффициент Рейнольдса зависит от размеров обтекаемого тела. А есть ещё понятие вихревого движения, когда поток закручивается в виде вихря. Вихревое течение и турбулентное течение - "две большие разницы".
Верно Я добавил дым в поток загоняемого пропеллером в трубу воздуха и присел от "выкрутасов" потока в трубе. А ведь хотел получить максимальное давление на выходе из трубы на крыльчатку :)))
@@RobotN001 Объяснение можно прочитать в любом учебнике по газодинамике или в Википедии. Грубо говоря, число Рейнольдса характеризует отношение массового импульса газа (V p) к его вязкости. Кроме того, имеется прямая зависимость от размера обтекаемого тела.
@@RobotN001 объяснение есть, характер потока (ламинарный или турбулентный) определяет цифра - критерий Рейнольдса, рассчитывается исходя из скорости, плотности , вязкости и диаметра трубы
этого не преподавали в школах, это вопрос предмета гидравлика, проходили гидравлику в техникумах и институтах и вообще это к физике не имеет никакого отношения, расчеты в данной области производятся эмпирическими формулами, там своя узкоспециализированная кухня
От Души Благодарю! В Оренбургском ВВАУЛ учил Аэродинамику и Гидродинамику. Про Винт в Авиации говорят так: Винт - незаметный работяга, но ох...хренительная тяга. В 50-60-х годах в д. Приозёрке Омской области стояли Ветряки, с помощью которых вырабатывали электроэнергию и качали воду. С Уважением, лётчик-снайпер Авиации ВМФ СССР!
@@ГеннадийКалин-х5и Благодарю за вопрос. Я родился в 1946. Лопастей у того, что вырабатывал эл.энеогию, по-моему, было ТРИ. О том, который качал только воду в ёмкость прим. 20-22 тыс. литров (по словам Василия Алексеевича Котова, он заведовал и ветряком, и водонапорной башней), точно вспомнить не могу. Воду подавали в коровники для автоматического поения. Но вода (качественная) свободно (бесплатно) отпускалась и жителям Деревни. Теперь питьевую (очищенную) воду за деньги привозят из районного центра. Лопастей на ветряной мельнице было ЧЕТЫРЕ. Зерно мололи на муку и крупу. Дома были маленькие жернова. Трудно было, но хотелось каши.Будьте здоровы и жизнеспособны в любой обстановке!
@@nikolayguschin5498 дело в том что есть ветряки тихоходные и быстроходные, мало лопастей - быстроходные, много лопастей тихоходные. Советскими проектами в науке и техники довоенной поры предполагались быстроходные ветряки до 300 метров высоты, и в быту дешевыми дешевле нефти , той хрущевской дешевой нефти были тиходные ветряки, именно они давали дешевую энергию. Нынешние ветряки это обман и разводилово, сейчас нужно бороться против ветроустановок если не хотим нищеты и смертей от холода и от жары.
@@ГеннадийКалин-х5и Деревня наша стоит на гриве, превышение над уровнем моря 115 - 117 метров. Тогда я об этом не знал. Могу сказать, что ветряк был тихоходный, лопасти вращались медленно. Это помню. Мы по весне всегда играли там в лапту, потому что в этом месте подсыхало быстрее. О высоте установки лопастей теперь судить трудно., но не менее 30 м. С учётом превышения 117 м., открытого пространства и выпуклости гривы ветра хватало. Искренне Благодарю Вас за Историю!
@nikolayguschin5498 *лётчик-снайпер Авиации ВМФ СССР* После всех преступлений лётчиков из России в Украине и Сирии я бы не стал так выпячивать вашу профессию. Сейчас это звучит всё равно, что "палач выcшей категории". Всех благ! PS.: Дед закончил "Харьковское военно-авиационное училище лётчиков-наблюдателей и штурманов" в 1941 г. и провоевал против фашистов всю войну. Украинцев не бомбил...
Как-то наткнулся на статью про ветряки, а именно про рациональное расположении их на плоскости. Там была картинка из симуляции вихрей, где за каждым ветряком тянулся длинный вихревой конус, только тогда я впервые задумался, что ламинарный в первом приближении ветровой поток разрезается лопастями и это сказывается на значительном расстоянии (порядка многих десятков радиусов позади). Вывод в той статье был очевидный - ветряки надо ставить нерегулярно, чтобы не возникало углов набегания ветра, при которых первый ветряк заслоняет от ветра целый ряд своих коллег.
@@timofeypopov9844, не думаю, что это будет иметь значительный эффект в условиях турбулентного потока от спереди стоящего ветряка. Сейчас пытался найти ту статью с картинкой, не смог, но по запросу irregular wind turbine placement много других статей, посвящённых этой теме, в т.ч. с подробной математикой и примерами компоновок турбин на плоскости.
Вы все это расписали для случая несжимаемой субстанции. В смысле, у вас плотность воздуха не меняется в процессе. А мы знаем что плотность газов зависит от давления и температуры. Я хотел бы услышать пару слов насколько эта модель применима к сжимаемым субстанциям.
@@schetnikov Я не вижу связи между начальным вашим утверждением (которое бесспорно) и выводом. «В истории, которая из воскресения Иисуса приходит к раскраске яиц, пропущено несколько логических шагов» (с)
@@AlexanderKunis Как раз вывод абсолютно точно отвечает на данный вопрос. В случае с несжимаемой жидкостью считается, что скорость звука в ней гораздо больше, чем скорость самой жидкости. И это даже интуитивно понятно, так как допустим что жидкость ускорилась и начала двигаться с большей скоростью, но так как жидкость несжимаемая, то этот импульс переданный жидкости должен передаться мгновенно, соответственно и скорость звука в жидкости бесконечна. Ну и тут вообще говоря даже уже не говорится о том, в каком агрегатном состоянии находится тело, будь то жидкость, газ. Как известно из модели, если скорость потока гораздо меньше (в пределе равна 0) скорости звука в среде, то эту среду можно считать несжимаемой.
@@AlexanderKunis Скорость звука это скорость передачи колебаний давления (плотности). Так как жидкость несжимаемая, отсюда следует, что скорость звука бесконечно велика, потому что мы нигде не наблюдаем эти колебания давления (плотности).
У "Физика дилетанта" уже дана оценка для задачи, которую поставил уважаемый автор видео. И эта оценка по порядку величины совершенно верна. Здесь можно только добавить, что общеизвестно, что удельная мощность воздушного потока составляет 613 Вт на метр квадратный для 10 м/c и 4,9 для 2 м/c (в 120 раз!) при 15 градусах и 760 мм давлении (плотность воздуха зависит от температуры и давления). Или если вычислить самим, то S = 7850 квадратных метров, плотность воздуха 1,2 кг на кубометр при 20 градусах. Получим мощность потока 4,7 МВт. Дальше все просто -- делим на 2 (предел Беца) и пытаемся осмыслить результат, сравнивая со средним (80 Вт для 300 кВт•час за месяц) и максимальным 15 кВт, а также учитывая возможную скорость ветра в пиковые часы (вечером в 6 часов все включили электроплиты и стали готовить). Понятно, что в данном случае простыми оценками не обойтись. Мощность воздушного потока зависит от скорости потока как куб. Это не просто сильно- это катастрофически сильно. 10 м/c соответствует 36 км/час. Что есть отличный ветер для виндсерфинга. Если вы ходите на доске у нас, вам часто перепадает такой ветер? А вечером? Это в Португалии и на Тенерифе дуют пассаты. Но даже там к вечеру ветер стихает. Поэтому просто поделить мощность ветра на среднюю мощность домовладения не имеет никакого смысла. Нужно оценивать всю единую энергетическую сеть одновременно. Мы (человечество) так и не научились эффективно запасать электроэнергию, чтобы затем отдавать ее в регионы в пиковые нагрузки. В США, кстати, в нескольких штатах в прошлом году уже столкнулись с проблемой ветряков, когда зимой ветряки замерзли, а цены выросли в десятки раз. Да и у нас в прошлом году напряжение в некоторых местах недалеко от столицы изменялось в пределах 120-280 В. Полагаю, как работает все электрооборудование при подобных скачках, вы хорошо знаете. А когда вы поднимите тему стабилизаторов напряжения для домовладений, то также узнаете много интересного. А автору спасибо за прекрасную лекцию.
В прошлом году напряжение в некоторых местах недалеко от столицы изменялось в пределах 120-280 В. Если это так, то вам нужно было искать потерянный "0" от ТП до потребителя.
Благодарю, очень доходчиво. Прошу продолжения: прошу показать теоретический расчёт как изменяется температура проходящего через ветрогенератор потока воздуха.
Замечена нестыковочка 4:35 , если среда до диска двигалась быстрее и поток был ламинарный, то после диска скорость уменьшилась и поток должен быть еще более ламинарный и совсем не турбулентный, ведь переход от ламинарного к турбулентному одной и той же среды должен происходить с повышением скорости, а не с понижением
@@egigd в формуле определения характера потока (ламинарный-турбулентный) - критерий Рейнолдса, нет никаких лопастей, там только скорость, плотность, диаметр трубы и вязкость
@@RenatRkrkaft вот именно, что "нет никаких лопастей, там только скорость, плотность, диаметр трубы и вязкость". А у нас тут нет никакой трубы, зато есть лопасти... Т.е. ваши рассуждения просто неприменимы к имеющейся тут ситуации.
🤚🤚🤚👍спасибо вам за такую подробную информацию с выкладками формул и обьяснениями-ПРОТИВ ФАКТОВ И ФОРМУЛ НЕ ПОПРЁШЬ-продолжите эту тему .на сегодняшний день это очень актуально
1. У самолётных крыльев сейчас успешно применяют законцовки - винглеты для снижения турбулентности потока за крылом. Почему их не применяют на лопастях ветряков? 2. Интересует обзор ветряков вертикальной схемы, особенно ротора Угринского, как самого подходящего для слабых ветров и при этом доступного для повторения (савониуса не рассматриваю: он хоть и проще и более известен на западе, но не так эффективен).
В догонку к одному из предыдущих роликов, где вы критиковали использование конфузор и диффузора. Все эти конструкции таки увеличивают скорость потока воздуха в трубе, а как вы тут объяснили, мощность потока растёт как куб скорости. В итоге даже небольшое увеличение скорости даёт значительный рост выработки ЭЭ. Другое дело, что оные концентраторы гораздо более громоздки и дороги чем просто увеличение диаметра лопастей.
@@gregorymirsky8707, я не правильно сформулировал вопрос: Мне на сегодня не надо увеличивать скорость, я просто хотел загнать весь поток от пропеллеров в трубу. На выходе трубу расширить до диаметра лопастей ветряного генератора и вывести поток на эти лопасти. Задачу уже решил. Собрал эту модель трубы. В принципе всё получилось. Я своими моторами весьма за дёшево создаю в трубе приличный воздушный поток и вывожу его на лопасти генератора. Это конечно спорно по кпд, но в реалиях очень интересно :)))) Через поток воздуха, мотор смог вращать генератор при нагрузке последнего до 70%. (а без трубы не мог проворачивать даже на 20% нагрузки). Сейчас собираю мотор на соосных решениях. Регуляторов наклонов пропеллеров нет, так что всё просто в конструкции. Попробую и этот мотор в трубе использовать.
1.225*3,14*50^2*10^3*0,5/2 = 2 404 062,5 Вт (2.4 МВт) Чёт много получается. Мощность современных российских атомных электростанций ВВЭР 1000 МВт, то есть поле ветряков заменяет всю "среднюю" промышленность Спасибо за ролик
Сначала возник тот-же вопрос)) дело в скорости ветра 10м/с это много, а энергия пропорциональна Кубу скорости! И ещё не забываем про КПД самой конструкции (трение в подшипниках, масса валопроводов, редукторы... +сам генератор) - это около 25проц. Итого ветряк вырабатывает 600квт и это при ветре 10м/с. Могу предположить что потери в конструкции с увеличением скорости вращения винта тоже растут и реальный КПД установки (от ступицы винта до выхода генератора) меньше 20проц
@@КонстантинШишкин-ъ1я "и реальный КПД установки (от ступицы винта до выхода генератора) меньше 20проц" быть такого не может. прикиньте нагрев ветряка остальными 80 процентами. через сколько минут он расплавится.
На плакате который с 7:27 надо перевернуть скорости в выражении для эпсилон. Насколько я знаю, кпд ветряков около 30-35%, то есть немного выше половины предельного.
ОТЛИЧНЫЙ урок -, но , пока мы тут просматриваем ролики , братья - китайцы сделали мега - ветряк , с длиной лопасти 128 метров и диаметром описываемого круга 260 метров - просто монстр какой то, смотрел инфу об этом и офигел
Создать можно много чего, проблема лишь в том что бы то что вы создали было экономически целесообразнее того что уже есть. Масштабировать ветряки как и либо что другое до бесконечности нельзя потому что в определенный момент выгода от большой производительности будет перекрыта дороговизной производства и обслуживания этого ветряка, поэтому проще построить два- три ветряка по меньше чем один, но огромный. Сейчас уже созданы и проходят тестирование ветряки совсем другой конструкции с на много большим КПД чем традиционные лопастные, информации об этих новинках в сети много.
Спасибо, просмотрел с удовольствием!!! С десяток лет назад я эти же ФОРМУЛЫ ВЫВОДИЛ И ДОКАЗЫВАЛ ОДНОМУ РОСС."ИЗОБРЕТАТЕЛЮ," -прохиндею(собирал денежку в сети на свои лженаучные прожекты), что его "турбина с волновым эффектом" , установленная на потоке воды в его "будущей ГЭС", ну ни как не может выдавать в 20 раз больше электроэнергии (вроде столько он декларировал, пишу по памяти), чем простая турбина - мощность потока зависит от плотности потока, его сечения, и скорости потока., и дополнительной мощности просто неоткуда браться.... Тот очень обиделся, пытался поспорить, потом просто забанил меня на своем сайте..
Для каждой скорости ветра существует оптимальный угол наклона лопастей, при котором мощность, вырабатываемая ветрогенератором, максимальна. Этот оптимальный угол зависит от скорости ветра. Так, например, угол наклона 5° является оптимальным для ветрогенератора при рабочей скорости 7 м/с для оптимальной выработки электроэнергии, 20° при 15,1 м/с и 30° при 25,1 м/с. Работа ветрогенератора под другими углами приводит к снижению мощности.
Вопрос: 4:10 - про непрерывность и закон сохранения массы. Почему мы считаем, что плотность воздуха до и после ветрогенератора одинакова? Я попробовал применить такие рассуждения к вертолётному винту, и пришёл к некоторым неувязкам.
Потому что скорость потока мала по сравнению со скоростью звука. Возьмите уравнение Бернулли и посмотрите, к какому изменению давления приводит скорость в 10 м/с. Переведите это изменение давления в изменение плотности.
Я конечно двоечник , но как понял из видео это , нужно добиться максимального сохранения ламинарного потока прошедшего через лопасти , для получения максимального КПД . Верно ?
Интереснее тут другое - прикинуть, сколько в процентном отношении по времени такой ветер может дуть. При хорошем ветре выработка действительно будет очень и очень впечатляющей. Но если скорость ветра уменьшится в два раза, то мощность ветряка упадет в 8 раз. Т.е. при обычном ветре в 2-5 м/с данная конструкция уже не настолько интересна.
Она вообще не интересна. Пока экономически целесообразной (сравнимой по цене производимой энергии с газовой) ветрогонной системы не существует. Все они в 3-5 раз дороже.
@Li Heli И тем не менее, электроэнергия, получаемая из ввозимого танкерами газа существенно дешевле получаемой из нестабильных "дармовых" источников за исключением гидроэлектростанций. Сейчас значительная часть Европы получает американско-канадский газ, ввозимый танкерами, и эта отрасль развивается. Кстати, энергетическая катастрофа зимы 2021-22 года в Техасе подтверждает неприемлемость ветряков и солнечных батарей.
@Li Heli Китай строит потому, что своего газа у него нет. А Норвегия получает 98% электроэнергии от гидроэлектростанций, а Великобритания - только 2%, но у них много угля.
@Li Heli Вопреки распространяемому вранью относительно дешевизны энергии, получаемой от ветра и солнца, правдивымии являются счета, выставляемые электрическими компаниямию: у нас в Иллинойсе распространяют флайеры, рассчитанные на идиотов: предлагают 1 кВт*час "чистой" энергии в первом году контракта за 14.8 центов, когда энергия от атомных и угольных/газовых станций продается по 5.6 - 6.5 центов. Вот всё и раскрылось.
@Li Heli Без батарей такая система нежизнеспособна. Это долгий разговор. А преимущества солнца и ветра - это отмазка для тех, кто хочет залезть в ваш карман. Попросту - жуликов.
Сделал ветряк, по мощности у меня получилось 3 кВт, при условии, если сидим с соседом на лавочке, пьем пиво и вдвоем дуем на вертяк, помогаем ветру....Попросил жену, чтобы помогла дуть, обозвала нас идиотами....
Альберт Бетц был любимым учеником великого немецкого физика Прандтля. Статья об энергетической эффективности ветрогенератора написанная им в очень юные, можно сказать, в студенческие годы. Что не может не настораживать. В самом начале своей статьи Бетц сравнивает два способа отбора мощности от набегающего воздушного потока. Первый вариант: ветер дует строго перпендикулярно плоской пластине, которая движется строго по ветру. Максимальное значение тяговой мощности пластины достигается при условии, когда скорость движения самой пластины равна 1/3 от скорости ветра (U = ѵ/3): Nmax = 4/27 • (Сх • F • ρ • ѵ^3)/2 ( 4/27 от располагаемой мощности потока). То есть, двигаясь попутно ветру с помощью плоского паруса можно извлечь около 1/7 части располагаемой энергии воздушного потока. Далее, в этой же статье Бетц переходит к анализу крыла-лопасти, движущейся перпендикулярно потоку ветра со скоростью втрое выше скорости ветра. И в итоге своего анализа, Бетц приходит к выводу о том, что эффективность отбора мощности с помощью быстроходной лопасти-крыла в 54 раза превышает эффективность плоской пластины при попутном ветре. Если мы перемножим коэффициент эффективности плоской пластины К1=4/27 на коэффициент превышения 54, то получим коэффициент эффективности лопасти -крыла К2 = 8. То есть, по Бетцу КПД быстроходной лопасти ветрогенератора равен 800 %. Правда, сам Алберт Бетц про 800 % ничего не пишет. Он ограничился утверждением о 54 кратном превосходстве крыла над плоской пластиной. В своей студенческой статье А.Бетц допускает ряд досадных ошибок и неверно оценивает располагаемую мощность воздушного потока, ошибаясь в разы. В завершающей части статьи Бетц, напрочь забывает о только что воспетой им сверхэффективности быстроходных лопастей и переходит к анализу ветроколеса, как единого целого в образе полупроницаемого неподвижного диска, точь в точь, как это было рассказано в данном ролике. В итоге Бетц получает свой ставший знаменитым коэффициент К = 16/27, который получил название "предел Бетца". Несмотря на очевидность допущенных в статье Бетца явных ошибок, сам Бетц больше никогда не возвращался к теме энергетической эффективности ветроколеса. Наши российские аэродинамики, также не стали подвергать статью Бетца критическому анализу. Вымысел об уменьшении скорости ветра после встречи с лопастями ветроколеса до 1/3 от скорости свободного ветра продолжает гулять по учебникам физики по всему миру. Неужели, никому в голову не пришло проверить, как меняется скорость ветра после прохождения колеса ? Оказывается, пришло-таки, и в реальности скорость потока воздуха за колесом с двумя десятками лопастей оказалась на 15-20% выше скорости перед колесом.
@@georgzikoff4986 Любое ветроколесо пропеллерного типа. Окружная скорость потока на выходе из ветроколеса всегда выше окружной скорости на входе в колесо U2>U1. При этом осевая составляющая скорости потока остается неизменной V1 = V2, ведь именно она определяет массовый расход воздуха через колесо. Результирующая скорость воздуха - это векторная сумма окружной и осевой составляющих: W = (U^2+V^2)^1/2. Если U2>U1, то и W2>W1.
Задача интересная и меня почти сразу вывела на новый вопрос: как грамотно расставить ветряки, чтобы ветровая тень от каждого не слишком сильно влияла на рядом стоящие. О влиянии ветропарка на микроклимат местности установки я даже не спрашиваю.
Исходя из комментария @igorkulikiv2085 ветряки нужно распологать друг за другом. Но так почему-то никто нигде не ставит а ставят на расстоянии друг от друга по горизонтали т. е. поперек ветра минимум на тройном расстоянии от диаметра вертушки, а в продольном на 5- 10 диаметров колеса лопастей. Установки на земле и на воде похоже следуют этому правилу. Правилу не сильно подходит, скорее стилю или ландшафтному дизайну. Я на скорую руку не могу придумать фактров взаимного влияния генераторов, кроме передачи вибрации, воздействия турбулентности, резонансов, повреждения от разлетающихся лопастей при поломке.
Если я правильно понял скорость до ветряка v1 больше скорости ветра после ветряка v2. Но тогда отношение v1/v2 больше 1. Возможно тут опечатка закралась в объяснение?
Самый интересный генератор попадался горизонтальный !! Для охотников,туристов,рыбаков ! На выставке на Фрунзенской набережной ! 1.9 кВт ! Основан на разнице температур ! Есть ветер ,нет ветра....
Меня интересует другой вопрос, как это современному ветряку, у которого всего три лопасти, удаётся воздействовать на большую площадь ветрового потока с большим К,П,Д,? Я, вообще то, представляю себе принцип этого воздействия. Но тут такие огромные промежутки между лопастями! Пролетай себе ветер мимо лопастей. Видимо, эффективная площадь у ветряка гораздо меньше, чем вычисляемая по кончикам лопастей. Если сравнивать с пропеллерами самолётов, то тут, видимо, есть разница в К,П,Д,
8:28 с эпсилон на доске какой-то косяк (V1/V2). Ну во-первых логически коэффициент должен выражать оставшуюся скорость со сравниваемой (первоначальной) и в этом случае он будет меньше единицы. а если V1 делить на V2 то значение будет больше единицы и результат будет отрицательный. Ну и математически видно что за скобки выносилось V1, а значит (1-V2/V1). Дальше в видео уже идет правильно E=V2/V1 (1/3).
У меня получилась мощность 2 МВт (2.45 без учёта генератора). Я трачу 100 кВт/ч в месяц. Значит такой напор ветра у данного ветрогенератора в течении месяца запитает ~ 15 000 таких же квартир"как то слишком много". Конечно за счёт потерь на преобразование и неравномерность потребления будет меньше потребителей, да и ветер не дует с постоянной скоростью, что ещё больше снижает эффективность установки. И все же - это очень серьезная установка с мощным выходом генерации!)
Спасибо, очень интересно было понять, как считается эффективность ветряков. Только не понял насчёт ε. У вас написано ε = v1/v2. Но мы же v1 выносим за скобки и должно быть ε = v2/v1? Так ведь?
Добрый день! Спасибо большое за полезные материалы? При условии вашей задачи R=50м, V=10м/с как возможно узнать обороты лопостей? может тоже формула есть?
имею вопрос: куда делся импульс потока воздуха? масса потока Q не изменилась, а скорость уменьшилась на 2/3. стало быть импульс потока уменьшился на 2/3. как предположение: импульс потока воздуха через опору ветряка передался земле?
Импульс никуда не делся. он просто обошел лопасти винта, потому как сечение струи потока перед ветряком, которая задействована в процессе, значительно меньше сечения винта.
(50м*50м*3.1415)площадь * (10м/с)скорость * (1.2 кг/м3)плотность = 94.25т/с массовый расход воздуха. Q*v^2/2 = 4.7 Мвт. С учетом кпд 50% получается 2.35 Мвт. У меня за месяц в квартире как раз нагорает 165 Квт*ч или средняя мощность около 235 Вт. Получается один ветряк может питать 10000 квартир вроде моей. У меня дом на 10 этажей и 8 подъездов, имеет 320 квартир. Получается примерно 31 домов могут питаться с одного ветряка или небольшой спальный район. Но это с учетом, что я не использую электричество для отопления, все освещение светодиодное и на кухне стоит современный инверторный холодильник. Иначе электричества будет нагорать в разы больше. Плюс не учитываются затраты энергии на центральное отопление, в том числе циркуляцию теплоносителя. Не учитваются затраты энергии на транспорт начиная с личного автомобиля и заканчивая проездом в метро. И не учитываются затраты энергии промышленных предприятий, товарами которых я пользуюсь. В таком рассчете потребление энергии "одной квартирой" может оказаться раз в 20 больше, чем показывает счетчик на щитке. И для полного перевода сети на ветер понадобится ставить по ветряку на каждый многоквартирный дом.
Энергия потребляется очень неравномерно в течении суток. Утром и вечером пиковые нагрузки, поэтому не хватит на 30 домов. Если считать, что разрешённая мощность потребления 15кВт, то всего около 160 квартир.
Неравномерность генерации и потребления энергии можно компенсировать гравитационными аккумуляторами. Но вот главное ее добыть, а ветер не дует 10м.с. средняя скорость ветра 2м.с. а значит генерация во много меньше. 200квт в мес с одного ветряка
@@glibkarpinskyi8642 лучше всего стабилизировать сеть с помощью ГЭС. Это по сути гидроаккумуляторная станция с бесплатным притоком воды в верхний резервуар. Максимальный расход воды через гидроагрегаты обычно в разы превосходит средний расход воды в реке. В период высокой генерации и низкого потребления можно отключать гидроагрегаты, а когда генерации не хватает наоборот включать и ускоренно сливать воду из водохранилища
Все стройно, строго и доступно. Ветряки это дорогая и прерывистая генерация. Эффективность возможна только при наличии мощных аккумулирующих установок. Отчего энергия становится ещё дороже. Коэффициент рабочего времени ветряков и солнечных панелей 0,16...0,25. Включение их в энерго систему пока проблематично.
Предлагаю усовершенствовать модель следующим образом. Поскольку на выходе скорость не нулевая, то можно поставить на выходе ещё одну такую же ступень, за ней ещё одну и так далее. Если предположить, что оптимум останется тем же (хотя это не очевидно), то, поскольку скорость на выходе равна 1/3 скорости на входе, энергия на входе следующей ступени равна 1/9 энергии на входе предыдущей ступени. Тогда в пределе получим эффективность 2/3. На мой взгляд - красиво, и 2/3 намного лучше,чем 16/27 ;-) Тогда эффективность 0,5 выглядит не так эффектно (умышленная тафтология). Спасибо за интересную подачу материала.
Преимущества изогнутой лопасти ротора по сравнению с плоской лопастью заключаются в том, что подъемная сила позволяет концам лопастей ветряной турбины двигаться быстрее, чем движется ветер, создавая большую мощность и более высокую эффективность
Альберт Бетц, на которого ссылается автор данного видеоролика, в самом начале своей статьи сравнивает два способа отбора мощности от набегающего воздушного потока. Первый вариант: ветер дует строго перпендикулярно плоской пластине, которая движется строго по ветру. Максимальное значение тяговой мощности пластины при попутном ветре достигается при условии, когда скорость движения самой пластины равна 1/3 от скорости ветра (U = ѵ/3): Nmax = 4/27 • (Сх • F • ρ • ѵ^3)/2, где F • ρ • ѵ^3)/2 - располагаемая мощность ветрового потока. То есть, двигаясь попутно ветру с помощью плоского паруса, можно извлечь около 1/7 части располагаемой энергии воздушного потока. Далее, в этой же статье Бетц переходит к анализу крыла-лопасти, движущейся перпендикулярно потоку ветра со скоростью втрое выше скорости ветра. И в итоге своего анализа, Бетц приходит к выводу о том, что эффективность отбора мощности с помощью быстроходной лопасти-крыла в 54 раза превышает эффективность плоской пластины при попутном ветре. Если мы перемножим коэффициент эффективности плоской пластины К1=4/27 на коэффициент превышения 54, то получим коэффициент эффективности лопасти-крыла К2 = 8. То есть, по Бетцу КПД быстроходной лопасти ветрогенератора равен 800 %.
@@igorkulikov2850, не проверяя ваших расчётов, добавлю то, что во втором случае, за счёт движения паруса, им захватывается больший объём воздуха, за счёт чего и снимается большие импульс и мощность .
Здравствуйте, Андрей! Просьба к Вам рассказать о характере и свойствах потоков воздуха и газов в работающем, дровяном камине. Я работаю печником, практика-хорошо, но хотелось бы знать теорию разных аспектов этого вопроса (аэродинамики работающего камина) в Вашем изложении. Заранее благодарен, Евгений.
Смотрел на ютубе ролик о самолётах, о конструктивных особенностях. В одном из турбовинтовых конструкторы добавили одну или две лопасти (было 9 стало 11 что ли... не помню) и эффективность возросла. Несмотря на то, что теоретически без этих лопастей эффективность была уже максимальной. Теория и практика не всегда дружат.
Я в матиматике не силен, хотя сам процесс расчета мне нравится. Ну а на счет ветряков у меня один вопрос; что было раньше - ветряки от практиков или рассчеты от теоретиков? У меня есть 12 вольтный до 500 Ватт ветровой трёх фазный генератор соединенный с солнечной панелью с конечным выходом через аккумулятор 1200 ваттчасов и инвектор 230вольт 3000 ватт. Я никогда не рассчитывал КПД установки не подсчитывал экономическую выгоду такого вида гаражной энергитической установки но вот уже третий год, при включении в гараже всевозможного электроинструмента, получаю удовольствие от того что от комунального хозяйства города дополнительный счет за использование ихней электроэнергии уже не придет - за все уже оплачено... "Зубы" точит фин. отдел и, по моему мнению, скоро какой-то закон об налогообложении использовании ветровой и солнечной энергии замесят... -Смешно? А налог на дождевую воду - нет? Налог на дождевую воду ( Niederschlagswassergebühr) у нас в Германии уже действует.
@@bohdanbim8724 В чей адрес Вы написали свой пост? Ich will Sie nicht beleidigen, aber ich muss sagen, wahrscheinlich, sie sind im fremden Land und ich habe den größten Teil meines Lebens in Deutschland verbracht - im Land wo meine Vorfahren geboren sind und wo meine Eltern und Großeltern beerdigt sind... Haben Sie noch Fragen?
@@EanPC, у меня выходит что-то около 500...1000 кВт*ч в месяц - просто люблю тепло и уют тепловентилятора. Летом с недельку-другую тестировал новый водонагреватель 8.8кВт, временно сидящий на 25А автомате (то есть чуть больше половины его номинальной мощности) - за тот месяц вышло примерно вдвое больше.
Генератор надо считать из рассчёта ПИКОВОЙ, а не средней мощности, либо иметь накопитель, сглаживающий потребление, что, при сегодняшних технологиях, сильно снижает эффективность.
@@andreysmirnov9616, тут не только потребление, тут сама генерация принципиально прерывистая и нестабильная. Так что без накопителя либо другого источника базовой и маневренной генерации тут никуда.
В последней задачке непонятно, почему указана площадь лопасти, но не указан, например, угол лопасти. Ведь если лопасть будет повернута по потоку, то вращения в илеале не будет, точно так же как и если лопасть будет стоять поперек потока.
Предел Беца говорит о том, какая максимальная мощность извлекается ветряком из данного воздушного потока. И ничего не говорит о том, какие для этого надо делать лопасти.
Я не физик, просто из любопытства посмотрел. Мне кажется, что при двух лопастях и разной силе ветра внизу и вверху круга, образуемого лопастями (не секрет, что на разных высотах скорость ветра может меняться), нагрузка на ось может быть недопустимо высокой. Если лопастей три - ветряк меньше болтает. Дальнейшее увеличение количества не оправдано финансово, наверное. Не улучшает устойчивость настолько, чтобы на это тратиться. Я не утверждаю, что прав, но мне кажется, что дело в этом.
@@КонстантинСмоленцев-е2у Ну, что делать когда кажется, я думаю вы знаете. И потом. "Если бы люди говорили только о том в чем разбираются, - говорил К.Чапек - какая бы тишина стояла".
@@ЮрийВасюков-х6х я специально написал, что точно не знаю в чём причина, что ветряки делают с тремя лопастями. Сделал интуитивное предположение. Было бы интересно таким образом угадать ответ ) Не заметил предупреждение, что комментировать могут только те, кто хорошо знаком с вопросом
А вот интересно, если скорость ветра за ветряком падает, то, получается, в случае целого поля/ряда таких ветряков, стоящих друг за другом, эффективность каждого отдельного ветряка падает?
как-то кто-то мне рассказывал, что тот *ветер* что у поверхности это просто переход от зоны нисходящего потока к зоне восходящего. то есть часть конвекционной петли. поэтому ставя ветряки вы просто уменьшаете эту нижнюю часть, увеличивая таким образом количество петель. эффективность будет падать конечно, но не очень быстро. зависит от климата конкретной местности.
И ещё вопрос, можно ли всеми этими формулами дать ответ о КПД летящего ЖУКА или ПЧЕЛЫ? у которых как не крути идёт противоречие с их весом площадью крыльев и мышцами которые поднимают их от земли...?
Здравствуйте. Я только что подписался на ваш канал. Меня интересует водомёт. Как рассчитать площадь и шаг импеллера для водомера относительно мощности двигателя. Очень интересно. Сделайте видео или дайте ссылку, если есть такое видео. С уважением, жду ответа
Интересно 👍👍👍👍👍👍. Но проэкт не правильный . Площадь поглощения чем больше тем увеличение силы потока , но часть силы будет растрачена на сжатие . После сжатия и поход через лопасти вита труба вообще не нужна , это уменьшит турбулентность . КПД системы может привышать сто% от общей массы до сжатия . Теперь стоит рассмотреть выход воздуха . Рассмотрим большой дом за домом прячась от ветра будет более разряженный воздух то есть это как пылесос втянутый воздух рассыпется в более большом объеме и это значит что на выходе он будет втягивается более разряженным воздухом . Из всего следует КПД будет зависеть от площади сбора воздушной массы и необходимых затрат для вращения не лопастей а генератора . При разной скорости вращения разные затраты силы на вращения генератора . Между двух высоток ветер есть даже в штиль .
Не понимаю как можно упростить все до диска. Ведь каждая часть лопасти на разном радиусе имеет разную форму, линейную скрость движения, удельный вес по сечению, момент инерции и т.п.
Так же, как КПД идеальной машины Карно определяется только отношением абсолютных температур её нагревателя и холодильника, и не зависит от её рабочего тела etc.
Работа равна силе, умноженной на перемещение в направлении действующей силы. Диск в данной физической модели неподвижен, следовательно он никак не может совершать работу, и не может отбирать энергию от воздушного потока. Модель Бетца-Жуковского - абстрактная модель - "конь в вакууме".
@@igorkulikov2850 Тут можно использовать принцип виртуальных перемещений. Рассмотрим небольшое смещение диска под действием набегающего потока. Диск сместится на бесконечно малую величину dr под действием силы F. Как известно элементарная работа будет равна Fdr, а отсюда легко посчитать и мощность которая будет равна F(dr/dt). dr/dt - скорость потока проходящая этот диск, т.е. v. Вообще говоря модель диска очень интересная идея, так как диск весьма необычный, который пропускает весь набегающий поток, но при этом отнимает часть энергии потока.
@@РусланБижанов-г9м Так в том-то и дело, что физическая модель с диском, который перемещается на бесконечно малую величину dr, требует определенности в отношении скорости перемещения диска. Если скорость "сдвига" диска равна нулю, то и полезная работа диска равна нулю. Если же диск все же движется, то в зависимости от его скорости "сдвига" будет меняться сила, толкающая диск, поскольку силу формирует скорость ветра относительно диска. В статье Альберта Бетца приведен анализ оптимальной скорости диска, с точки зрения получения максимальной полезной работы. Эта скорость равна 1/3 от скорости ветра. при этом КПД такого ветрогенератора равен 4/27 (отношение полезной работы к располагаемой энергии потока). Таков КПД парусного вооружения при попутном ветре.
13:11 Во-первых, для расчётов нельзя учитывать усреднённые показатели, потому что могут быть пиковые нагрузки сети, как в течении дня, так и в течении отдельных дней месяца. Во-вторых, ветер не всё время дует с одной скоростью, по причине чего высчитанный здесь показатель мощности в разные моменты будет иметь разные значения. В-третьих, эти формулы, как представление первоклассника о высшей математике. Где учёт воздушного потока, перемещаемого вращающимися лопастями от центра к периферии, из-за чего непосредственно за обозначенной плоскостью вращения должно быть разряжение?
1. в расчетах ОПИСКА e=v1/v2 а не наоборот 2.результат странный допустим что за ветряком скорость очень маленькая стремится к нулю (сечение потока стремится к бесконечно большому) получается что вся энергия будет высаживаться на ветряке.... Более того! Если подставить в выражение для мощности, которую забирает ветряк (на видео 5:30) там прямо получается, что P=S*ro*v*(v2^2-0^)/2= S*ro*v*v2^2/2 то есть ветряк забирает ВСЮ энергию потока!!!!!!!!!!!!!!!! Так почему нельзя получить за ветряком очень маленькую скорость, при том что формула формально это допускает?
Такое ощущение, что форму ветряка методом тыка формировали. Должна же быть какая-то идеальная форма с максимальным КПД. Я считаю, что форма лопастей должны быть как-то связана с Брахистохрона (кривая скорейшего спуска).
... хотелось бы понять при скорости 8 м/с какой диаметр лопастей будет оптимальным ? ... и чтоб для раскрутки энергии хватало, не больше какого значения ? 🙄🤔
В свою бытность студентом писал диплом об использовании ветродвигателей для механизации процессов на животноводческих фермах. В союзе было целое НИИ ветроэнергетики. Но с приходом мирного атома, эту тему похерили. Так вот уже на примерах эксплуатации различных ветроагрегатов пришли к тому что многолопастные ветродвигатели более эффективны в зонах с невысокими скоростями ветров и в применении с насосным или другим моментным оборудованием (жернова,измельчители, транспортеры). А двух трех лопастные в ветровых зонах, и в применении как генераторы эл энергии.
Здравствуйте! У меня такой вопрос по аэродвижетелю: от чего зависит толчковая сила пропеллера? Длина пропеллера двухлопастного, (большого диаметра) или от небольшого по диаметру, но многолопастного пропеллера? В чём преимущества того и другого?
Как мне задать вопрос каналу? Возможно ли судну двигаться против ветра, если вентилятор будет принимать встречный ветер и передавать энергию на винт, который будет двигать судно вперёд, против ветра.
Великолепно! Очень интересная тема и объяснение. Спасибо большое за ваш труд!
Объяснение хорошее и кратко изложено. Аплодирую стоя. Сам преподаватель.
Спасибо за лекцию. Бросилась в глаза небольшая ошибка на 8:08. Если вы V1 за скобку вынесли, то E=V2/V1, а не V1/V2. Это же видно из результата E=1/3, а не 3 (учитывая, что V2 < V1)
Приняв условия задачки из ролика, я еще попытался учесть КПД самой электрической машины ветряка приняв его за 80%. Получилась вырабатываемая электрическая мощность 1,931 МВт. При условии что на домовладение выделяется 15 кВт и если взять коэффициент использования электрооборудования 0,5, то получилось 257 домовладений можно обеспечить электроэнергией. Но ветер в 10 м/с это по классификации силы ветра является сильным (6 баллов по Бофорту). А если принять в расчет более часто дующий ветер в 5 м/с то мощность вырабатываемой электроэнергии резко упадет до 241 кВт (с учетом введенных мной потерь: КПД генератора 80% ). И если учесть коэффициент использования оборудования в домах равным 0,5, количество домовладений уменьшится до 32 домов. Но возможно я ошибаюсь.
Ну вот тебе и расчёт от куба скорости
15 квт на домовладение - это максимально разрешенное. Реально - значительно меньше. Если не отапливать электричеством 1 - 2 квт в среднем.
@@ShamAlexander Точно!
@@ShamAlexander 15 квт на домовладение это на какую единицу времени? Это потребление в сутки или это потребляемая(подводимая) мощность в проводе к домовладению в пике потребления?
@@YanYasnyi максимальная
Ого,мощно вами сказано.Мне под 55 лет и из Киева мя Вашу передачу с дочкой смотрим обязательно.Добру вашему роду пожелаем,добрые вы
💚☀️🌴
@@АлексейЕвгеньевич-ш5ц не будет такого, не питайте иллюзий. Ну скорее всего будет некий договор безопасности с новым руководством Украины с перемирием по линии фронта на момент подписания
У нас был Учитель физики ШАНИН ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ так у нас двоечник в техникум поступил с первого раза. Мне 55, а я помню... даже оптику, ну электронику...это хобби.Да я вроде бы и институт закончил, ну не с красным дипломом, но сопромат, ТММиДМ ,теормех дорвались в лёгкую опять ШАНИН И.Н. светлая Память ЕМУ. Кто его знает тот поддержит!
Интересна сама лекция, просто и понятно, но также интересны и комментарии, в них можно получить тоже не мало ценных знаний и информации.
Опечатка, должно быть: эпсилон=V2/V1. А видео класс!!! Спасибо.
У меня были клевые физики.
Теперь я хочу, чтобы у моего сына были такие. Такие, как автор этого канала.
Большое спасибо! Это существенная помощь нам кто любит работать своими руками.
Тема гашения турбулентности потока не раскрыта! С нетерпением жду продолжения.
самогашения турбулентности ? среда же сама стабилизируется в потоке после ветряка.
@@RobotN001 , я думаю, речь шла об инженерных решениях, которые минимизируют потери от возникновения турбулентных потоков. Или о чем-то еще, о чем я еще не знаю - в любом случае, было бы интересно послушать.
@@eds59 так. починаючи від площі лопасті вітряків (менша - менша турбулентність) і закінчуючи спеціальними "розсікачами потоку" після лопастей.
Вы молодец! Физика всегда интересна и полезна!
это не физика, это гидравлика
@@olegs2607 расчеты в гидравлике ведутся по эмпирическим формулам, а не по физическим, по этому смущать тут нечему
Дякую вам за працю, хай щастить
Я ничерта в формулах не понял и рассчитать естественно ничего не смогу, но слушать интересно и кажется я начинаю умнеть ))
Исключительно благодарность за труд и просвещение!!!!
Детский восторг от ваших видео! Вы большие молодцы, так держать 😃
Ватный восторг )))
Было бы не плохо сравнить два варианта для наглядности в одном видео. Благодарю за лёгкую усваиваемость материала👍
Очень толково. Физика интересна с хорошим преподавателем
Интересно и понятно рассказанно. В Голландии испытывают новые ветряки с кофициэнтом 82-84.Которые обходят закон Беца.Я сам уже несколько штук сделал увидев на фото очень интересные и необычные ветряки.Голланцы построили их по принципу какой-то морской живности,которая двигается просто повернувшись потоку воды.Это три лопасти ,каждая из которых состоит из полукруга и крепится на оси по 120° и потом одновременно каждая лопасть гнется и заворачивается вокруг оси полтора раза по принципу Архимедова винта.Получается примерно форма бутона Розы, но только лепестки все под нужными углами находятся. И такому ветряку не нужен хвост,чтобы ловить ветер.Он сам поворачивается в сторону максимального ветра.
82-84% от 0.59, т.е. ~ 0.5
Представлена теория для идеальных лопастей.
Очень просто и доступно
И при этом очень интересно
Очень интересные темы выбираете, нравится ваш канал. Хотелось бы чтобы вы рассмотрели ещё трубку Рэнка
Тоже хотелось бы.
Большое спасибо за Ваши труды. Крепкого Вам здоровья!
8:26: usual small typing mistake, epsilon should be reversed: epsilon = V2/V1. Thank you very much, it was very interesting and useful.
Для справки замечу, что понятия "ламинарный" и "турбулентный" применительно к воздушному потоку имеют смысл только тогда, когда речь идет об обтекании конкретного тела. Коэффициент Рейнольдса зависит от размеров обтекаемого тела.
А есть ещё понятие вихревого движения, когда поток закручивается в виде вихря.
Вихревое течение и турбулентное течение - "две большие разницы".
Замечание правильное, но объяснение разницы практически отсутствует на доступном для усвоения уровне. 😅
Верно
Я добавил дым в поток загоняемого пропеллером в трубу воздуха и присел от "выкрутасов" потока в трубе.
А ведь хотел получить максимальное давление на выходе из трубы на крыльчатку :)))
@@RobotN001 Объяснение можно прочитать в любом учебнике по газодинамике или в Википедии.
Грубо говоря, число Рейнольдса характеризует отношение массового импульса газа (V p) к его вязкости. Кроме того, имеется прямая зависимость от размера обтекаемого тела.
@@RobotN001 объяснение есть, характер потока (ламинарный или турбулентный) определяет цифра - критерий Рейнольдса, рассчитывается исходя из скорости, плотности , вязкости и диаметра трубы
@@RenatRkrkaft Речь про разницу терминов "Вихревое течение" и "Турбулентное течение"
Мозги уже не те, но все-равно очень интересно и полезно. Из школьной программы такого не осадил в мозгах.
этого не преподавали в школах, это вопрос предмета гидравлика, проходили гидравлику в техникумах и институтах и вообще это к физике не имеет никакого отношения, расчеты в данной области производятся эмпирическими формулами, там своя узкоспециализированная кухня
Вам Огромное спасибо за проделанную работу 🎉🎉🎉
От Души Благодарю! В Оренбургском ВВАУЛ учил Аэродинамику и Гидродинамику.
Про Винт в Авиации говорят так: Винт - незаметный работяга, но ох...хренительная тяга.
В 50-60-х годах в д. Приозёрке Омской области стояли Ветряки, с помощью которых вырабатывали электроэнергию и качали воду.
С Уважением, лётчик-снайпер Авиации ВМФ СССР!
сколько лопастей было у тех ветряков?
@@ГеннадийКалин-х5и Благодарю за вопрос.
Я родился в 1946. Лопастей у того, что вырабатывал эл.энеогию, по-моему, было ТРИ. О том, который качал только воду в ёмкость прим. 20-22 тыс. литров (по словам Василия Алексеевича Котова, он заведовал и ветряком, и водонапорной башней), точно вспомнить не могу. Воду подавали в коровники для автоматического поения.
Но вода (качественная) свободно (бесплатно) отпускалась и жителям Деревни. Теперь питьевую (очищенную) воду за деньги привозят из районного центра.
Лопастей на ветряной мельнице было ЧЕТЫРЕ. Зерно мололи на муку и крупу.
Дома были маленькие жернова. Трудно было, но хотелось каши.Будьте здоровы и жизнеспособны в любой обстановке!
@@nikolayguschin5498 дело в том что есть ветряки тихоходные и быстроходные, мало лопастей - быстроходные, много лопастей тихоходные. Советскими проектами в науке и техники довоенной поры предполагались быстроходные ветряки до 300 метров высоты, и в быту дешевыми дешевле нефти , той хрущевской дешевой нефти были тиходные ветряки, именно они давали дешевую энергию.
Нынешние ветряки это обман и разводилово, сейчас нужно бороться против ветроустановок если не хотим нищеты и смертей от холода и от жары.
@@ГеннадийКалин-х5и Деревня наша стоит на гриве, превышение над уровнем моря 115 - 117 метров. Тогда я об этом не знал. Могу сказать, что ветряк был тихоходный, лопасти вращались медленно. Это помню. Мы по весне всегда играли там в лапту, потому что в этом месте подсыхало быстрее. О высоте установки лопастей теперь судить трудно., но не менее 30 м. С учётом превышения 117 м., открытого пространства и выпуклости гривы ветра хватало.
Искренне Благодарю Вас за Историю!
@nikolayguschin5498 *лётчик-снайпер Авиации ВМФ СССР*
После всех преступлений лётчиков из России в Украине и Сирии я бы не стал так выпячивать вашу профессию.
Сейчас это звучит всё равно, что "палач выcшей категории".
Всех благ!
PS.:
Дед закончил "Харьковское военно-авиационное училище лётчиков-наблюдателей и штурманов" в 1941 г. и провоевал против фашистов всю войну. Украинцев не бомбил...
Спасибо. Но есть так же , чуть менее популярные, вертикальные ветряки... интересно и про них что ни будь подобное услышать.
А вам это зачем?
@@_vinodel Да так... , умного человека послушать....
Задумывался об автономке, вертикальные не такие шумные, а как с КПД?
Как-то наткнулся на статью про ветряки, а именно про рациональное расположении их на плоскости. Там была картинка из симуляции вихрей, где за каждым ветряком тянулся длинный вихревой конус, только тогда я впервые задумался, что ламинарный в первом приближении ветровой поток разрезается лопастями и это сказывается на значительном расстоянии (порядка многих десятков радиусов позади). Вывод в той статье был очевидный - ветряки надо ставить нерегулярно, чтобы не возникало углов набегания ветра, при которых первый ветряк заслоняет от ветра целый ряд своих коллег.
@@timofeypopov9844, не думаю, что это будет иметь значительный эффект в условиях турбулентного потока от спереди стоящего ветряка. Сейчас пытался найти ту статью с картинкой, не смог, но по запросу irregular wind turbine placement много других статей, посвящённых этой теме, в т.ч. с подробной математикой и примерами компоновок турбин на плоскости.
Вы все это расписали для случая несжимаемой субстанции. В смысле, у вас плотность воздуха не меняется в процессе. А мы знаем что плотность газов зависит от давления и температуры. Я хотел бы услышать пару слов насколько эта модель применима к сжимаемым субстанциям.
Скорость ветра 10 м/с в 30 с лишним раз меньше скорости звука в воздухе. Поэтому сжимаемостью можно пренебречь.
@@schetnikov Я не вижу связи между начальным вашим утверждением (которое бесспорно) и выводом.
«В истории, которая из воскресения Иисуса приходит к раскраске яиц, пропущено несколько логических шагов» (с)
@@AlexanderKunis Как раз вывод абсолютно точно отвечает на данный вопрос. В случае с несжимаемой жидкостью считается, что скорость звука в ней гораздо больше, чем скорость самой жидкости.
И это даже интуитивно понятно, так как допустим что жидкость ускорилась и начала двигаться с большей скоростью, но так как жидкость несжимаемая, то этот импульс переданный жидкости должен передаться мгновенно, соответственно и скорость звука в жидкости бесконечна. Ну и тут вообще говоря даже уже не говорится о том, в каком агрегатном состоянии находится тело, будь то жидкость, газ. Как известно из модели, если скорость потока гораздо меньше (в пределе равна 0) скорости звука в среде, то эту среду можно считать несжимаемой.
@@РусланБижанов-г9м Несжимаемость определяется как неизменность плотности. О скорости звука в определении ни звука.
@@AlexanderKunis Скорость звука это скорость передачи колебаний давления (плотности). Так как жидкость несжимаемая, отсюда следует, что скорость звука бесконечно велика, потому что мы нигде не наблюдаем эти колебания давления (плотности).
У "Физика дилетанта" уже дана оценка для задачи, которую поставил уважаемый автор видео. И эта оценка по порядку величины совершенно верна. Здесь можно только добавить, что общеизвестно, что удельная мощность воздушного потока составляет 613 Вт на метр квадратный для 10 м/c и 4,9 для 2 м/c (в 120 раз!) при 15 градусах и 760 мм давлении (плотность воздуха зависит от температуры и давления). Или если вычислить самим, то S = 7850 квадратных метров, плотность воздуха 1,2 кг на кубометр при 20 градусах. Получим мощность потока 4,7 МВт. Дальше все просто -- делим на 2 (предел Беца) и пытаемся осмыслить результат, сравнивая со средним (80 Вт для 300 кВт•час за месяц) и максимальным 15 кВт, а также учитывая возможную скорость ветра в пиковые часы (вечером в 6 часов все включили электроплиты и стали готовить). Понятно, что в данном случае простыми оценками не обойтись. Мощность воздушного потока зависит от скорости потока как куб. Это не просто сильно- это катастрофически сильно. 10 м/c соответствует 36 км/час. Что есть отличный ветер для виндсерфинга. Если вы ходите на доске у нас, вам часто перепадает такой ветер? А вечером? Это в Португалии и на Тенерифе дуют пассаты. Но даже там к вечеру ветер стихает. Поэтому просто поделить мощность ветра на среднюю мощность домовладения не имеет никакого смысла. Нужно оценивать всю единую энергетическую сеть одновременно. Мы (человечество) так и не научились эффективно запасать электроэнергию, чтобы затем отдавать ее в регионы в пиковые нагрузки. В США, кстати, в нескольких штатах в прошлом году уже столкнулись с проблемой ветряков, когда зимой ветряки замерзли, а цены выросли в десятки раз. Да и у нас в прошлом году напряжение в некоторых местах недалеко от столицы изменялось в пределах 120-280 В. Полагаю, как работает все электрооборудование при подобных скачках, вы хорошо знаете. А когда вы поднимите тему стабилизаторов напряжения для домовладений, то также узнаете много интересного.
А автору спасибо за прекрасную лекцию.
В прошлом году напряжение в некоторых местах недалеко от столицы изменялось в пределах 120-280 В.
Если это так, то вам нужно было искать потерянный "0" от ТП до потребителя.
Благодарю, очень доходчиво. Прошу продолжения: прошу показать теоретический расчёт как изменяется температура проходящего через ветрогенератор потока воздуха.
Прекрасная лекция! Очень просто, понятно. Так здорово быть причастным к некоторому пониманию окружащих чудес!
Замечена нестыковочка 4:35 , если среда до диска двигалась быстрее и поток был ламинарный, то после диска скорость уменьшилась и поток должен быть еще более ламинарный и совсем не турбулентный, ведь переход от ламинарного к турбулентному одной и той же среды должен происходить с повышением скорости, а не с понижением
Если бы у нас там было сопло, то да. Но у нас там вращающиеся лопасти...
@@egigd в формуле определения характера потока (ламинарный-турбулентный) - критерий Рейнолдса, нет никаких лопастей, там только скорость, плотность, диаметр трубы и вязкость
@@RenatRkrkaft вот именно, что "нет никаких лопастей, там только скорость, плотность, диаметр трубы и вязкость". А у нас тут нет никакой трубы, зато есть лопасти... Т.е. ваши рассуждения просто неприменимы к имеющейся тут ситуации.
@@egigd так это автор применил эти понятия к данной системе, я лишь выявляю абсурд который у автора получился
@@RenatRkrkaft вы, видимо, вообще не поняли автора...
спасибо большое за разъяснения
Как всегда, очень интересно, спасибо!
🤚🤚🤚👍спасибо вам за такую подробную информацию с выкладками формул и обьяснениями-ПРОТИВ ФАКТОВ И ФОРМУЛ НЕ ПОПРЁШЬ-продолжите эту тему .на сегодняшний день это очень актуально
Ламинарный , но турбулентный!)))
Спасибо, интересно. Хотя этот ветряк меня мало интересует, но смотрел с удовольствием.
1. У самолётных крыльев сейчас успешно применяют законцовки - винглеты для снижения турбулентности потока за крылом. Почему их не применяют на лопастях ветряков?
2. Интересует обзор ветряков вертикальной схемы, особенно ротора Угринского, как самого подходящего для слабых ветров и при этом доступного для повторения (савониуса не рассматриваю: он хоть и проще и более известен на западе, но не так эффективен).
все тихоходные ветряки имеют маленький КИЭВ.
В догонку к одному из предыдущих роликов, где вы критиковали использование конфузор и диффузора. Все эти конструкции таки увеличивают скорость потока воздуха в трубе, а как вы тут объяснили, мощность потока растёт как куб скорости. В итоге даже небольшое увеличение скорости даёт значительный рост выработки ЭЭ. Другое дело, что оные концентраторы гораздо более громоздки и дороги чем просто увеличение диаметра лопастей.
Да, всё точно.
Как раз с подобным провожу экспериментв загоняя поток в трубу и выводя поток на генератор.
Если вы таким образом увеличиваете скорость, давление падает, что делает систему неэффективной (массу воздуха конфузором и диффузором не увеличишь.)
@@gregorymirsky8707 это точно, не увеличишь
@@gregorymirsky8707, я не правильно сформулировал вопрос:
Мне на сегодня не надо увеличивать скорость, я просто хотел загнать весь поток от пропеллеров в трубу.
На выходе трубу расширить до диаметра лопастей ветряного генератора и вывести поток на эти лопасти.
Задачу уже решил. Собрал эту модель трубы. В принципе всё получилось.
Я своими моторами весьма за дёшево создаю в трубе приличный воздушный поток и вывожу его на лопасти генератора.
Это конечно спорно по кпд, но в реалиях очень интересно :))))
Через поток воздуха, мотор смог вращать генератор при нагрузке последнего до 70%. (а без трубы не мог проворачивать даже на 20% нагрузки).
Сейчас собираю мотор на соосных решениях.
Регуляторов наклонов пропеллеров нет, так что всё просто в конструкции.
Попробую и этот мотор в трубе использовать.
@@ЮрийСафроненко-с1ш Интересный и познавательный эксперимент. Желаю успеха! Сообщите, когда замените электромоторы ветром.
1.225*3,14*50^2*10^3*0,5/2 = 2 404 062,5 Вт (2.4 МВт) Чёт много получается. Мощность современных российских атомных электростанций ВВЭР 1000 МВт, то есть поле ветряков заменяет всю "среднюю" промышленность
Спасибо за ролик
Сначала возник тот-же вопрос)) дело в скорости ветра 10м/с это много, а энергия пропорциональна Кубу скорости! И ещё не забываем про КПД самой конструкции (трение в подшипниках, масса валопроводов, редукторы... +сам генератор) - это около 25проц. Итого ветряк вырабатывает 600квт и это при ветре 10м/с. Могу предположить что потери в конструкции с увеличением скорости вращения винта тоже растут и реальный КПД установки (от ступицы винта до выхода генератора) меньше 20проц
@@КонстантинШишкин-ъ1я "и реальный КПД установки (от ступицы винта до выхода генератора) меньше 20проц" быть такого не может. прикиньте нагрев ветряка остальными 80 процентами. через сколько минут он расплавится.
@@Cokol_Jasnyy при скорости ветра 10 м/с? даже при температуре воздуха 30 градусов ничего там не расплавится
@@Tuzz1991Tuzz а температура воздуха тут не при чем. хоть - 30. Просто посчитайте мощность нагрева.
@@Cokol_Jasnyy а вы мощность охлаждения посчитайте
8:16 Тут ошибка в записи, должно быть E=V2/V1. Но расчёты правильные.
На плакате который с 7:27 надо перевернуть скорости в выражении для эпсилон.
Насколько я знаю, кпд ветряков около 30-35%, то есть немного выше половины предельного.
Очень интересные и познавательные ваши передачи.
Спасибо вам за контент! Супер интересно 😊
Отличная и полезная информация..
Это же Андрей Щетников? Заказывал у него как-то переводы стихов Гэри Снайдера. Но не думал, что он ещё и физик)
ОТЛИЧНЫЙ урок -,
но , пока мы тут просматриваем ролики , братья - китайцы сделали мега - ветряк , с длиной лопасти 128 метров и диаметром описываемого круга 260 метров - просто монстр какой то, смотрел инфу об этом и офигел
Возле него наверное ничего строить нельзя - там сейсмоактивность появляется :)) Только если в необжитых территориях, в море, и т.д.
Создать можно много чего, проблема лишь в том что бы то что вы создали было экономически целесообразнее того что уже есть. Масштабировать ветряки как и либо что другое до бесконечности нельзя потому что в определенный момент выгода от большой производительности будет перекрыта дороговизной производства и обслуживания этого ветряка, поэтому проще построить два- три ветряка по меньше чем один, но огромный. Сейчас уже созданы и проходят тестирование ветряки совсем другой конструкции с на много большим КПД чем традиционные лопастные, информации об этих новинках в сети много.
Спасибо, просмотрел с удовольствием!!! С десяток лет назад я эти же ФОРМУЛЫ ВЫВОДИЛ И ДОКАЗЫВАЛ ОДНОМУ РОСС."ИЗОБРЕТАТЕЛЮ," -прохиндею(собирал денежку в сети на свои лженаучные прожекты), что его "турбина с волновым эффектом" , установленная на потоке воды в его "будущей ГЭС", ну ни как не может выдавать в 20 раз больше электроэнергии (вроде столько он декларировал, пишу по памяти), чем простая турбина - мощность потока зависит от плотности потока, его сечения, и скорости потока., и дополнительной мощности просто неоткуда браться.... Тот очень обиделся, пытался поспорить, потом просто забанил меня на своем сайте..
Случаем не та турбина, за которой, скорость потока воды якобы увеличивалась?
Для каждой скорости ветра существует оптимальный угол наклона лопастей, при котором мощность, вырабатываемая ветрогенератором, максимальна. Этот оптимальный угол зависит от скорости ветра. Так, например, угол наклона 5° является оптимальным для ветрогенератора при рабочей скорости 7 м/с для оптимальной выработки электроэнергии, 20° при 15,1 м/с и 30° при 25,1 м/с. Работа ветрогенератора под другими углами приводит к снижению мощности.
А этот угол заклинивания лопастей зависит от профиля крыла ?
При увеличении ветра надо сильно снижать КИЭВ. Ведь вам ясно сказали что мощность пропорциональна КУБУ скорости ветра.
Вопрос:
4:10 - про непрерывность и закон сохранения массы. Почему мы считаем, что плотность воздуха до и после ветрогенератора одинакова? Я попробовал применить такие рассуждения к вертолётному винту, и пришёл к некоторым неувязкам.
Потому что скорость потока мала по сравнению со скоростью звука. Возьмите уравнение Бернулли и посмотрите, к какому изменению давления приводит скорость в 10 м/с. Переведите это изменение давления в изменение плотности.
В эпсилон ошибка - должно быть V2/V1
Я конечно двоечник , но как понял из видео это , нужно добиться максимального сохранения ламинарного потока прошедшего через лопасти , для получения максимального КПД . Верно ?
Спасибо Вам огромное :)
Как вижу формулы , значит думаю , анализирую , однозначно лайк 🤔
Интереснее тут другое - прикинуть, сколько в процентном отношении по времени такой ветер может дуть. При хорошем ветре выработка действительно будет очень и очень впечатляющей. Но если скорость ветра уменьшится в два раза, то мощность ветряка упадет в 8 раз. Т.е. при обычном ветре в 2-5 м/с данная конструкция уже не настолько интересна.
Она вообще не интересна. Пока экономически целесообразной (сравнимой по цене производимой энергии с газовой) ветрогонной системы не существует. Все они в 3-5 раз дороже.
@Li Heli И тем не менее, электроэнергия, получаемая из ввозимого танкерами газа существенно дешевле получаемой из нестабильных "дармовых" источников за исключением гидроэлектростанций. Сейчас значительная часть Европы получает американско-канадский газ, ввозимый танкерами, и эта отрасль развивается. Кстати, энергетическая катастрофа зимы 2021-22 года в Техасе подтверждает неприемлемость ветряков и солнечных батарей.
@Li Heli Китай строит потому, что своего газа у него нет. А Норвегия получает 98% электроэнергии от гидроэлектростанций, а Великобритания - только 2%, но у них много угля.
@Li Heli Вопреки распространяемому вранью относительно дешевизны энергии, получаемой от ветра и солнца, правдивымии являются счета, выставляемые электрическими компаниямию: у нас в Иллинойсе распространяют флайеры, рассчитанные на идиотов: предлагают 1 кВт*час "чистой" энергии в первом году контракта за 14.8 центов, когда энергия от атомных и угольных/газовых станций продается по 5.6 - 6.5 центов. Вот всё и раскрылось.
@Li Heli Без батарей такая система нежизнеспособна. Это долгий разговор. А преимущества солнца и ветра - это отмазка для тех, кто хочет залезть в ваш карман. Попросту - жуликов.
Сделал ветряк, по мощности у меня получилось 3 кВт, при условии, если сидим с соседом на лавочке, пьем пиво и вдвоем дуем на вертяк, помогаем ветру....Попросил жену, чтобы помогла дуть, обозвала нас идиотами....
правильно обозвала, пивом-то не поделился
Она наверняка хотела не дуть, а вдуть...
Мудрая женщина
Благодарствую.
Альберт Бетц был любимым учеником великого немецкого физика Прандтля. Статья об энергетической эффективности ветрогенератора написанная им в очень юные, можно сказать, в студенческие годы. Что не может не настораживать.
В самом начале своей статьи Бетц сравнивает два способа отбора мощности от набегающего воздушного потока. Первый вариант: ветер дует строго перпендикулярно плоской пластине, которая движется строго по ветру.
Максимальное значение тяговой мощности пластины достигается при условии, когда скорость движения самой пластины равна 1/3 от скорости ветра (U = ѵ/3):
Nmax = 4/27 • (Сх • F • ρ • ѵ^3)/2 ( 4/27 от располагаемой мощности потока).
То есть, двигаясь попутно ветру с помощью плоского паруса можно извлечь около 1/7 части располагаемой энергии воздушного потока.
Далее, в этой же статье Бетц переходит к анализу крыла-лопасти, движущейся перпендикулярно потоку ветра со скоростью втрое выше скорости ветра. И в итоге своего анализа, Бетц приходит к выводу о том, что эффективность отбора мощности с помощью быстроходной лопасти-крыла в 54 раза превышает эффективность плоской пластины при попутном ветре.
Если мы перемножим коэффициент эффективности плоской пластины К1=4/27 на коэффициент превышения 54, то получим коэффициент эффективности лопасти -крыла К2 = 8.
То есть, по Бетцу КПД быстроходной лопасти ветрогенератора равен 800 %.
Правда, сам Алберт Бетц про 800 % ничего не пишет. Он ограничился утверждением о 54 кратном превосходстве крыла над плоской пластиной.
В своей студенческой статье А.Бетц допускает ряд досадных ошибок и неверно оценивает располагаемую мощность воздушного потока, ошибаясь в разы.
В завершающей части статьи Бетц, напрочь забывает о только что воспетой им сверхэффективности быстроходных лопастей и переходит к анализу ветроколеса, как единого целого в образе полупроницаемого неподвижного диска, точь в точь, как это было рассказано в данном ролике.
В итоге Бетц получает свой ставший знаменитым коэффициент К = 16/27, который получил название "предел Бетца".
Несмотря на очевидность допущенных в статье Бетца явных ошибок, сам Бетц больше никогда не возвращался к теме энергетической эффективности ветроколеса. Наши российские аэродинамики, также не стали подвергать статью Бетца критическому анализу.
Вымысел об уменьшении скорости ветра после встречи с лопастями ветроколеса до 1/3 от скорости свободного ветра продолжает гулять по учебникам физики по всему миру.
Неужели, никому в голову не пришло проверить, как меняется скорость ветра после прохождения колеса ?
Оказывается, пришло-таки, и в реальности скорость потока воздуха за колесом с двумя десятками лопастей оказалась на 15-20% выше скорости перед колесом.
Ай бравушки , доверяй но проверяй .
Древний закон физики , а может химии ....
А что за колесо такое волшебное ускоряющее поток?
@@georgzikoff4986 Любое ветроколесо пропеллерного типа. Окружная скорость потока на выходе из ветроколеса всегда выше окружной скорости на входе в колесо U2>U1. При этом осевая составляющая скорости потока остается неизменной V1 = V2, ведь именно она определяет массовый расход воздуха через колесо. Результирующая скорость воздуха - это векторная сумма окружной и осевой составляющих: W = (U^2+V^2)^1/2. Если U2>U1, то и W2>W1.
Я предлагаю чтобы вы это всё на практике применили и ещё раз рассказали! На действующие модели!!!
Задача интересная и меня почти сразу вывела на новый вопрос: как грамотно расставить ветряки, чтобы ветровая тень от каждого не слишком сильно влияла на рядом стоящие. О влиянии ветропарка на микроклимат местности установки я даже не спрашиваю.
Исходя из комментария @igorkulikiv2085 ветряки нужно распологать друг за другом. Но так почему-то никто нигде не ставит а ставят на расстоянии друг от друга по горизонтали
т. е. поперек ветра минимум на тройном расстоянии от диаметра вертушки, а в продольном на 5- 10 диаметров колеса лопастей. Установки на земле и на воде похоже следуют этому правилу. Правилу не сильно подходит, скорее стилю или ландшафтному дизайну. Я на скорую руку не могу придумать фактров взаимного влияния генераторов, кроме передачи вибрации, воздействия турбулентности, резонансов, повреждения от разлетающихся лопастей при поломке.
Если я правильно понял скорость до ветряка v1 больше скорости ветра после ветряка v2. Но тогда отношение v1/v2 больше 1. Возможно тут опечатка закралась в объяснение?
опечатка
Самый интересный генератор попадался горизонтальный !! Для охотников,туристов,рыбаков ! На выставке на Фрунзенской набережной ! 1.9 кВт ! Основан на разнице температур ! Есть ветер ,нет ветра....
Меня интересует другой вопрос, как это современному ветряку, у которого всего три лопасти, удаётся воздействовать на большую площадь ветрового потока с большим К,П,Д,? Я, вообще то, представляю себе принцип этого воздействия. Но тут такие огромные промежутки между лопастями! Пролетай себе ветер мимо лопастей. Видимо, эффективная площадь у ветряка гораздо меньше, чем вычисляемая по кончикам лопастей. Если сравнивать с пропеллерами самолётов, то тут, видимо, есть разница в К,П,Д,
Спасибо Вам большое
Ветрогенераторы это интересно!!!
Расскажите пожалуйста про Спиральные Ветрогенераторы!!!
8:28 с эпсилон на доске какой-то косяк (V1/V2). Ну во-первых логически коэффициент должен выражать оставшуюся скорость со сравниваемой (первоначальной) и в этом случае он будет меньше единицы. а если V1 делить на V2 то значение будет больше единицы и результат будет отрицательный. Ну и математически видно что за скобки выносилось V1, а значит (1-V2/V1). Дальше в видео уже идет правильно E=V2/V1 (1/3).
У меня получилась мощность 2 МВт (2.45 без учёта генератора). Я трачу 100 кВт/ч в месяц. Значит такой напор ветра у данного ветрогенератора в течении месяца запитает ~ 15 000 таких же квартир"как то слишком много". Конечно за счёт потерь на преобразование и неравномерность потребления будет меньше потребителей, да и ветер не дует с постоянной скоростью, что ещё больше снижает эффективность установки. И все же - это очень серьезная установка с мощным выходом генерации!)
Спасибо, очень интересно было понять, как считается эффективность ветряков. Только не понял насчёт ε. У вас написано ε = v1/v2. Но мы же v1 выносим за скобки и должно быть ε = v2/v1? Так ведь?
Добрый день! Спасибо большое за полезные материалы? При условии вашей задачи R=50м, V=10м/с как возможно узнать обороты лопостей? может тоже формула есть?
имею вопрос: куда делся импульс потока воздуха? масса потока Q не изменилась, а скорость уменьшилась на 2/3. стало быть импульс потока уменьшился на 2/3. как предположение: импульс потока воздуха через опору ветряка передался земле?
передался электронам в обмотке может быть?
Импульс никуда не делся. он просто обошел лопасти винта, потому как сечение струи потока перед ветряком, которая задействована в процессе, значительно меньше сечения винта.
Иначе корабли бы не смогли на винтах ходить :)
Ушёл в Землю. Передался как сила конструкции ветряка по формуле P=F*t
Именно по этому, говорят в окрестностях ветряка кроты выползают наружу )))...
(50м*50м*3.1415)площадь * (10м/с)скорость * (1.2 кг/м3)плотность = 94.25т/с массовый расход воздуха. Q*v^2/2 = 4.7 Мвт. С учетом кпд 50% получается 2.35 Мвт.
У меня за месяц в квартире как раз нагорает 165 Квт*ч или средняя мощность около 235 Вт. Получается один ветряк может питать 10000 квартир вроде моей. У меня дом на 10 этажей и 8 подъездов, имеет 320 квартир. Получается примерно 31 домов могут питаться с одного ветряка или небольшой спальный район.
Но это с учетом, что я не использую электричество для отопления, все освещение светодиодное и на кухне стоит современный инверторный холодильник. Иначе электричества будет нагорать в разы больше.
Плюс не учитываются затраты энергии на центральное отопление, в том числе циркуляцию теплоносителя. Не учитваются затраты энергии на транспорт начиная с личного автомобиля и заканчивая проездом в метро. И не учитываются затраты энергии промышленных предприятий, товарами которых я пользуюсь. В таком рассчете потребление энергии "одной квартирой" может оказаться раз в 20 больше, чем показывает счетчик на щитке. И для полного перевода сети на ветер понадобится ставить по ветряку на каждый многоквартирный дом.
Также не учитываются, что ветер не будет дуть круглосуточно со скоростю 10м/с.
Энергия потребляется очень неравномерно в течении суток. Утром и вечером пиковые нагрузки, поэтому не хватит на 30 домов. Если считать, что разрешённая мощность потребления 15кВт, то всего около 160 квартир.
Неравномерность генерации и потребления энергии можно компенсировать гравитационными аккумуляторами. Но вот главное ее добыть, а ветер не дует 10м.с. средняя скорость ветра 2м.с. а значит генерация во много меньше. 200квт в мес с одного ветряка
@@glibkarpinskyi8642 лучше всего стабилизировать сеть с помощью ГЭС. Это по сути гидроаккумуляторная станция с бесплатным притоком воды в верхний резервуар. Максимальный расход воды через гидроагрегаты обычно в разы превосходит средний расход воды в реке. В период высокой генерации и низкого потребления можно отключать гидроагрегаты, а когда генерации не хватает наоборот включать и ускоренно сливать воду из водохранилища
@@glibkarpinskyi8642 потому и не поставишь ветряк где попало.
Ну уж следующая лекция то про бочечный ветряк, да ?
Все стройно, строго и доступно. Ветряки это дорогая и прерывистая генерация. Эффективность возможна только при наличии мощных аккумулирующих установок. Отчего энергия становится ещё дороже. Коэффициент рабочего времени ветряков и солнечных панелей 0,16...0,25. Включение их в энерго систему пока проблематично.
Предлагаю усовершенствовать модель следующим образом. Поскольку на выходе скорость не нулевая, то можно поставить на выходе ещё одну такую же ступень, за ней ещё одну и так далее. Если предположить, что оптимум останется тем же (хотя это не очевидно), то, поскольку скорость на выходе равна 1/3 скорости на входе, энергия на входе следующей ступени равна 1/9 энергии на входе предыдущей ступени. Тогда в пределе получим эффективность 2/3. На мой взгляд - красиво, и 2/3 намного лучше,чем 16/27 ;-) Тогда эффективность 0,5 выглядит не так эффектно (умышленная тафтология). Спасибо за интересную подачу материала.
А зачем? Эффективнее ставить их отдельно, а не "1/9 предыдущего". Ступенчатое снятие (или отдача) мощности реализовано в турбинах.
Преимущества изогнутой лопасти ротора по сравнению с плоской лопастью заключаются в том, что подъемная сила позволяет концам лопастей ветряной турбины двигаться быстрее, чем движется ветер, создавая большую мощность и более высокую эффективность
По этой причине пропадает смысл сильно увеличивать длинну лопастей.
Странно, получается часть энергии ветра тратится на создание более быстрого ветра? КПД должен упасть.
Альберт Бетц, на которого ссылается автор данного видеоролика, в самом начале своей статьи сравнивает два способа отбора мощности от набегающего воздушного потока.
Первый вариант: ветер дует строго перпендикулярно плоской пластине, которая движется строго по ветру. Максимальное значение тяговой мощности пластины при попутном ветре достигается при условии, когда скорость движения самой пластины равна 1/3 от скорости ветра (U = ѵ/3): Nmax = 4/27 • (Сх • F • ρ • ѵ^3)/2, где F • ρ • ѵ^3)/2 - располагаемая мощность ветрового потока. То есть, двигаясь попутно ветру с помощью плоского паруса, можно извлечь около 1/7 части располагаемой энергии воздушного потока.
Далее, в этой же статье Бетц переходит к анализу крыла-лопасти, движущейся перпендикулярно потоку ветра со скоростью втрое выше скорости ветра. И в итоге своего анализа, Бетц приходит к выводу о том, что эффективность отбора мощности с помощью быстроходной лопасти-крыла в 54 раза превышает эффективность плоской пластины при попутном ветре. Если мы перемножим коэффициент эффективности плоской пластины К1=4/27 на коэффициент превышения 54, то получим коэффициент эффективности лопасти-крыла К2 = 8.
То есть, по Бетцу КПД быстроходной лопасти ветрогенератора равен 800 %.
@@igorkulikov2850, не проверяя ваших расчётов, добавлю то, что во втором случае, за счёт движения паруса, им захватывается больший объём воздуха, за счёт чего и снимается большие импульс и мощность .
@@ПавелКасьяненко-я2н А насколько больший ?
Благодарю за ваш труд!
Эпсилон в формуле должно быть v2/v1
опечатка.
Здравствуйте, Андрей!
Просьба к Вам рассказать о характере и свойствах потоков воздуха и газов в работающем, дровяном камине. Я работаю печником, практика-хорошо, но хотелось бы знать теорию разных аспектов этого вопроса (аэродинамики работающего камина) в Вашем изложении.
Заранее благодарен, Евгений.
Остывание газов и сужение канала?
Смотрел на ютубе ролик о самолётах, о конструктивных особенностях. В одном из турбовинтовых конструкторы добавили одну или две лопасти (было 9 стало 11 что ли... не помню) и эффективность возросла. Несмотря на то, что теоретически без этих лопастей эффективность была уже максимальной. Теория и практика не всегда дружат.
Я в матиматике не силен, хотя сам процесс расчета мне нравится. Ну а на счет ветряков у меня один вопрос; что было раньше - ветряки от практиков или рассчеты от теоретиков?
У меня есть 12 вольтный до 500 Ватт ветровой трёх фазный генератор соединенный с солнечной панелью с конечным выходом через аккумулятор 1200 ваттчасов и инвектор 230вольт 3000 ватт. Я никогда не рассчитывал КПД установки не подсчитывал экономическую выгоду такого вида гаражной энергитической установки но вот уже третий год, при включении в гараже всевозможного электроинструмента, получаю удовольствие от того что от комунального хозяйства города дополнительный счет за использование ихней электроэнергии уже не придет - за все уже оплачено...
"Зубы" точит фин. отдел и, по моему мнению, скоро какой-то закон об налогообложении использовании ветровой и солнечной энергии замесят...
-Смешно? А налог на дождевую воду - нет?
Налог на дождевую воду ( Niederschlagswassergebühr)
у нас в Германии уже действует.
@Андрей К. А чего ты от немца хотел?
@@bohdanbim8724 В чей адрес Вы написали свой пост? Ich will Sie nicht beleidigen, aber ich muss sagen, wahrscheinlich, sie sind im fremden Land und ich habe den größten Teil meines Lebens in Deutschland verbracht - im Land wo meine Vorfahren geboren sind und wo meine Eltern und Großeltern beerdigt sind...
Haben Sie noch Fragen?
получилось порядка 2мВт мощность такого ветряка. примерно 280Вт использую в среднем, так что ~7000 таких домовладений можно питать.
А товарищь вверху использует 15КВт, т.е. в 60 раз больше. Вы очень экономный ))
@@EanPC да я читал ) ну может он майнер )
@@EanPC, у меня выходит что-то около 500...1000 кВт*ч в месяц - просто люблю тепло и уют тепловентилятора.
Летом с недельку-другую тестировал новый водонагреватель 8.8кВт, временно сидящий на 25А автомате (то есть чуть больше половины его номинальной мощности) - за тот месяц вышло примерно вдвое больше.
Генератор надо считать из рассчёта ПИКОВОЙ, а не средней мощности, либо иметь накопитель, сглаживающий потребление, что, при сегодняшних технологиях, сильно снижает эффективность.
@@andreysmirnov9616, тут не только потребление, тут сама генерация принципиально прерывистая и нестабильная. Так что без накопителя либо другого источника базовой и маневренной генерации тут никуда.
В последней задачке непонятно, почему указана площадь лопасти, но не указан, например, угол лопасти. Ведь если лопасть будет повернута по потоку, то вращения в илеале не будет, точно так же как и если лопасть будет стоять поперек потока.
Предел Беца говорит о том, какая максимальная мощность извлекается ветряком из данного воздушного потока. И ничего не говорит о том, какие для этого надо делать лопасти.
Я не физик, просто из любопытства посмотрел. Мне кажется, что при двух лопастях и разной силе ветра внизу и вверху круга, образуемого лопастями (не секрет, что на разных высотах скорость ветра может меняться), нагрузка на ось может быть недопустимо высокой. Если лопастей три - ветряк меньше болтает. Дальнейшее увеличение количества не оправдано финансово, наверное. Не улучшает устойчивость настолько, чтобы на это тратиться.
Я не утверждаю, что прав, но мне кажется, что дело в этом.
Вот интересно. Чем это три лопасти (да хоть тридцать три) изменят ситуацию с "нагрузкой на ось", которая "может быть недопустимо высокой"?
@@ЮрийВасюков-х6х Инженеры смогут, наверно, объяснить. Я просто написал, что мне так кажется
@@КонстантинСмоленцев-е2у
Ну, что делать когда кажется, я думаю вы знаете. И потом. "Если бы люди говорили только о том в чем разбираются, - говорил К.Чапек - какая бы тишина стояла".
@@ЮрийВасюков-х6х я специально написал, что точно не знаю в чём причина, что ветряки делают с тремя лопастями. Сделал интуитивное предположение. Было бы интересно таким образом угадать ответ )
Не заметил предупреждение, что комментировать могут только те, кто хорошо знаком с вопросом
Больше снимайте таких роликов!
А вот интересно, если скорость ветра за ветряком падает, то, получается, в случае целого поля/ряда таких ветряков, стоящих друг за другом, эффективность каждого отдельного ветряка падает?
Поэтому их ставят на значительном растоянии друг от друга. Чтобы поток за ветряком ускорился за счёт верхних ветров.
По смыслу да.
как-то кто-то мне рассказывал, что тот *ветер* что у поверхности это просто переход от зоны нисходящего потока к зоне восходящего. то есть часть конвекционной петли. поэтому ставя ветряки вы просто уменьшаете эту нижнюю часть, увеличивая таким образом количество петель. эффективность будет падать конечно, но не очень быстро. зависит от климата конкретной местности.
И ещё вопрос, можно ли всеми этими формулами дать ответ о КПД летящего ЖУКА или ПЧЕЛЫ? у которых как не крути идёт противоречие с их весом площадью крыльев и мышцами которые поднимают их от земли...?
Здравствуйте. Я только что подписался на ваш канал.
Меня интересует водомёт.
Как рассчитать площадь и шаг импеллера для водомера относительно мощности двигателя.
Очень интересно.
Сделайте видео или дайте ссылку, если есть такое видео.
С уважением, жду ответа
Интересно 👍👍👍👍👍👍. Но проэкт не правильный . Площадь поглощения чем больше тем увеличение силы потока , но часть силы будет растрачена на сжатие . После сжатия и поход через лопасти вита труба вообще не нужна , это уменьшит турбулентность . КПД системы может привышать сто% от общей массы до сжатия . Теперь стоит рассмотреть выход воздуха . Рассмотрим большой дом за домом прячась от ветра будет более разряженный воздух то есть это как пылесос втянутый воздух рассыпется в более большом объеме и это значит что на выходе он будет втягивается более разряженным воздухом . Из всего следует КПД будет зависеть от площади сбора воздушной массы и необходимых затрат для вращения не лопастей а генератора . При разной скорости вращения разные затраты силы на вращения генератора . Между двух высоток ветер есть даже в штиль .
Не понимаю как можно упростить все до диска. Ведь каждая часть лопасти на разном радиусе имеет разную форму, линейную скрость движения, удельный вес по сечению, момент инерции и т.п.
Так же, как КПД идеальной машины Карно определяется только отношением абсолютных температур её нагревателя и холодильника, и не зависит от её рабочего тела etc.
Работа равна силе, умноженной на перемещение в направлении действующей силы. Диск в данной физической модели неподвижен, следовательно он никак не может совершать работу, и не может отбирать энергию от воздушного потока.
Модель Бетца-Жуковского - абстрактная модель - "конь в вакууме".
@@igorkulikov2850 Тут можно использовать принцип виртуальных перемещений. Рассмотрим небольшое смещение диска под действием набегающего потока. Диск сместится на бесконечно малую величину dr под действием силы F. Как известно элементарная работа будет равна Fdr, а отсюда легко посчитать и мощность которая будет равна F(dr/dt). dr/dt - скорость потока проходящая этот диск, т.е. v.
Вообще говоря модель диска очень интересная идея, так как диск весьма необычный, который пропускает весь набегающий поток, но при этом отнимает часть энергии потока.
@@РусланБижанов-г9м Так в том-то и дело, что физическая модель с диском, который перемещается на бесконечно малую величину dr, требует определенности в отношении скорости перемещения диска. Если скорость "сдвига" диска равна нулю, то и полезная работа диска равна нулю. Если же диск все же движется, то в зависимости от его скорости "сдвига" будет меняться сила, толкающая диск, поскольку силу формирует скорость ветра относительно диска.
В статье Альберта Бетца приведен анализ оптимальной скорости диска, с точки зрения получения максимальной полезной работы.
Эта скорость равна 1/3 от скорости ветра. при этом КПД такого ветрогенератора равен 4/27 (отношение полезной работы к располагаемой энергии потока). Таков КПД парусного вооружения при попутном ветре.
13:11 Во-первых, для расчётов нельзя учитывать усреднённые показатели, потому что могут быть пиковые нагрузки сети, как в течении дня, так и в течении отдельных дней месяца.
Во-вторых, ветер не всё время дует с одной скоростью, по причине чего высчитанный здесь показатель мощности в разные моменты будет иметь разные значения.
В-третьих, эти формулы, как представление первоклассника о высшей математике.
Где учёт воздушного потока, перемещаемого вращающимися лопастями от центра к периферии, из-за чего непосредственно за обозначенной плоскостью вращения должно быть разряжение?
1. в расчетах ОПИСКА e=v1/v2 а не наоборот
2.результат странный
допустим что за ветряком скорость очень маленькая стремится к нулю (сечение потока стремится к бесконечно большому)
получается что вся энергия будет высаживаться на ветряке....
Более того!
Если подставить в выражение для мощности, которую забирает ветряк (на видео 5:30) там прямо получается, что P=S*ro*v*(v2^2-0^)/2= S*ro*v*v2^2/2 то есть ветряк забирает ВСЮ энергию потока!!!!!!!!!!!!!!!!
Так почему нельзя получить за ветряком очень маленькую скорость, при том что формула формально это допускает?
Такое ощущение, что форму ветряка методом тыка формировали. Должна же быть какая-то идеальная форма с максимальным КПД. Я считаю, что форма лопастей должны быть как-то связана с Брахистохрона (кривая скорейшего спуска).
В этом видео ничего не говорится о форме ветряка, только о его предельной эффективности.
При использовании двух рабочих контуров, вероятно, эффективность использования возрастет.
Спасибо, мужики! Здорово!!!
сделайте сборник своих выкладок , по всем видеоматериалам? с выкладками. столько всего полезного . а то конспектировать придется)
... хотелось бы понять при скорости 8 м/с какой диаметр лопастей будет оптимальным ? ... и чтоб для раскрутки энергии хватало, не больше какого значения ? 🙄🤔
В свою бытность студентом писал диплом об использовании ветродвигателей для механизации процессов на животноводческих фермах. В союзе было целое НИИ ветроэнергетики. Но с приходом мирного атома, эту тему похерили. Так вот уже на примерах эксплуатации различных ветроагрегатов пришли к тому что многолопастные ветродвигатели более эффективны в зонах с невысокими скоростями ветров и в применении с насосным или другим моментным оборудованием (жернова,измельчители, транспортеры). А двух трех лопастные в ветровых зонах, и в применении как генераторы эл энергии.
Здравствуйте!
У меня такой вопрос по аэродвижетелю:
от чего зависит толчковая сила пропеллера?
Длина пропеллера двухлопастного, (большого диаметра) или от небольшого по диаметру, но многолопастного пропеллера?
В чём преимущества того и другого?
Как мне задать вопрос каналу? Возможно ли судну двигаться против ветра, если вентилятор будет принимать встречный ветер и передавать энергию на винт, который будет двигать судно вперёд, против ветра.
Посмотрите здесь: etudes.ru/models/into-the-wind/