Windenergie

[FALCON_12]

Hallo,


Ik heb geprobeerd de winbare energie te berekenen met behulp van een oppervlakte-eenheidsplaat S
geplaatst tegenover een wind die waait met een snelheid V0 en zich terugtrekt onder invloed van de wind
kracht die het erop uitoefent met snelheid V1.

Ik heb de formule F=aV^2 gebruikt met betrekking tot de kracht die de wind op de plaat uitoefent.

De arbeid van deze kracht over een afstand d wordt geschreven als E=a.(V0-V1)^2.d en aangezien d=V1.T
dit werk is, voor een tijd T, E=a.(V0-V1)^2.V1.T waard

Als V1=0 is de arbeid nul omdat de plaat niet terug beweegt.
Als V1=V0 is het ook nul, aangezien de plaat terug beweegt met de snelheid van de wind
het ondergaat dus geen enkele druk en F=0.

Tussen deze twee uitersten heb ik berekend dat het maximum Emax = 4/54.a.V0^3.T is voor V1=1/3.V0

Ziet iemand een fout?

[Remundo]

je berekening lijkt correct, maar is ook een beetje verkeerd, omdat er een redeneringsfout is als je zegt "de kracht van de lucht is gelijk aan av^2/2".

Het is noodzakelijk om een ​​dynamische beoordeling te maken van de stromende lucht door een "controlevolume" te kiezen waarbij de luchtmassa constant is en het fundamentele principe van de dynamiek op deze lucht toe te passen. Door het principe van wederzijdse acties kun je de kracht van de lucht op de bladen afleiden.

Als je op zoek bent naar de optima, hier zijn ze
* impactturbine (Pelton-type of deflectorvlak): de beste afbuiging is 180° en de optimale baksnelheid is de helft van de vloeistofsnelheid
* stromingsturbine: geen afbuiging, de snelheid van de vloeistof moet gedeeld worden door 3 en we raken elkaar dan de Betz-limiet (16/27)

bij uw berekeningen draaide u een beetje rond de opbrengst van Betz, maar per ongeluk.

[FALCON_12]

je berekening lijkt correct, maar is ook een beetje verkeerd, omdat er een redeneringsfout is als je zegt "de kracht van de lucht is gelijk aan av^2/2".

Het is noodzakelijk om een ​​dynamische beoordeling te maken van de stromende lucht door een "controlevolume" te kiezen waarbij de luchtmassa constant is en het fundamentele principe van de dynamiek op deze lucht toe te passen. Door het principe van wederzijdse acties kun je de kracht van de lucht op de bladen afleiden.

Als je op zoek bent naar de optima, hier zijn ze
* impactturbine (Pelton-type of deflectorvlak): de beste afbuiging is 180° en de optimale baksnelheid is de helft van de vloeistofsnelheid
* stromingsturbine: geen afbuiging, de snelheid van de vloeistof moet gedeeld worden door 3 en we raken elkaar dan de Betz-limiet (16/27)

bij uw berekeningen draaide u een beetje rond de opbrengst van Betz, maar per ongeluk.

Waarom zeg je dat de formule F = aV^2 de kracht F geeft van een wind met snelheid V die op een loodrecht oppervlak S duwt
Is niet correct? Is deze formule verkeerd voor u? (1) of vindt u het goed terwijl u de juistheid ervan betwist
werkgelegenheid in dit probleem? (2)

[Remundo]

Ik zou je een volledige demo moeten geven, maar die duurt lang.

dynamische assessments zijn zeer lastig op te zetten.

deze pagina geeft u misschien enkele ideeën

http://ambroise.brou1.free.fr/mdf_007.htm

vergeleken met uw notaties, door alpha de afwijkingshoek te noemen (90° voor u) en Dm de massastroom in kg/s op het blad (constant), komen we tot de volgende uitdrukkingen
* voor de kracht op het mes (die niet gelijk is aan "a V²" omdat Dm = ro S V0)
F = Dm (V0-V1) x (1-cos(alfa))

* voor het vermogen op het mes P = F x V1
P = Dm V1 x (V0-V1) x (1-cos(alfa))

het optimale vermogen is datgene dat V1 x (V0 - V1) maximaliseert, dit komt overeen met V1 = V0/2 (vind het maximum van x(1-x) met x = V1/V0

merk op dat de beste hoek om het vermogen te maximaliseren alpha = Pi is (het water moet een halve slag maken in het referentiekader van de bak).

Dit is de reden waarom de Peltons een baksnelheid hebben die de helft is van die van de jet, en de vorm van de bakken is lepels.

Als je de theoretische efficiëntie van een Pelton berekent, is hier eta=P/Pcin met Pcin = Dm V0^2/2 het invallende kinetische vermogen

Hij weet dat P = Dm/V0^2 (1-V1/V0) x V1/V0

eta = 2x (1-cos(alfa)) x V1/V0 x (1 - V1/V0)
die 2 x 2 x 0,5 x 0,5 = 1 kan bereiken voor het theoretische optimale.


Wat de "neven" van de Peltons in de wereld van de windturbines betreft: zij zijn Savonius. Hun prestatie is echter verre van 100%.

Aan de andere kant slagen Peltons er op het gebied van waterkracht in om de 90% te overschrijden. In feite slagen de Peltons er bijna in om alle invallende kinetische energie van de straal te "opeten" (het water verlaat de Pelton met een restsnelheid van bijna nul).

[FALCON_12]

Ik zou je een volledige demo moeten geven, maar die duurt lang.

dynamische assessments zijn zeer lastig op te zetten.

deze pagina geeft u misschien enkele ideeën

http://ambroise.brou1.free.fr/mdf_007.htm

vergeleken met uw notaties, door alpha de afwijkingshoek te noemen (90° voor u) en Dm de massastroom in kg/s op het blad (constant), komen we tot de volgende uitdrukkingen
* voor de kracht op het mes (die niet gelijk is aan "a V²" omdat Dm = ro S V0)
F = Dm (V0-V1) x (1-cos(alfa))

Wacht Remundo, ik volg je niet meer, dus laten we proberen vanuit een gemeenschappelijke basis te beginnen.

Wat betreft een blad dat aan de wind wordt blootgesteld, vertelt mijn cursus vloeistofmechanica mij het volgende:

F = 0.5.Ro.Cx.V^2.S

T: Windkracht [N]
Cx: Luchtpenetratiecoëfficiënt
P: Winddichtheid of dichtheid [kg/m3]
v: Windsnelheid [m/s]
S: Aan wind blootgesteld oppervlak [m²]

Denk jij dat deze formule waar of niet waar is?

[Remundo]

het is een formule die waar is als het blad is vastgezet met uitzicht op een wind met snelheid V.

Het is ook meer geïnspireerd door aerodynamische weerstand.

Maar we kunnen niet op deze formule vertrouwen om de kracht van de wind op het blad te schatten wanneer alles in beweging is (zowel de wind als het blad).

Het is noodzakelijk om een ​​dynamische beoordeling uit te voeren van de lucht in een “controlevolume” met constante massa.

[FALCON_12]

het is een formule die waar is als het blad is vastgezet met uitzicht op een wind met snelheid V.

Het is ook meer geïnspireerd door aerodynamische weerstand.

Maar we kunnen niet op deze formule vertrouwen om de kracht van de wind op het blad te schatten wanneer alles in beweging is (zowel de wind als het blad).

Het is noodzakelijk om een ​​dynamische beoordeling uit te voeren van de lucht in een “controlevolume” met constante massa.

Oké. Kun je mij uitleggen waarom we er niet van uit kunnen gaan dat het blad een wind met snelheid V0-V1 ervaart en deze formule kunnen gebruiken?

Begrijp me niet verkeerd, ik betwist het niet, ik moet gewoon begrijpen wat er aan de hand is. Het is voor mij onmogelijk om toe te geven wat ik niet begrijp.

[phil59]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Betz

Op zijn best ongeveer 60% rendement, als het vergelijkbaar is.

[Remundo]

Oké. Kun je mij uitleggen waarom we er niet van uit kunnen gaan dat het blad een wind met snelheid V0-V1 ervaart en deze formule kunnen gebruiken?

Begrijp me niet verkeerd, ik betwist het niet, ik moet gewoon begrijpen wat er aan de hand is. Het is voor mij onmogelijk om toe te geven wat ik niet begrijp.

Laten we zeggen dat jij en ik vanaf het begin niet dezelfde aanpak volgen.

Mijn visie is een ordelijke stroming met een afbuiging van 90° van de vloeistofstroom.

Jouw standpunt is een niet-afgebogen stroom op 90° die "verdwijnt" terwijl deze op een turbulente manier rond het blad gaat. Je bevindt je in het domein van de aerodynamische weerstand (en niet van een momentumbalans).

Dus onder deze aanname kunnen we uw berekeningen met behulp van de relatieve wind gebruiken om de kracht te schatten. De Cx van een plaat die naar de wind gericht is, is volgens mij ongeveer 2.

[sicetaitsimple]

https://fr.wikipedia.org/wiki/Limite_de_Betz

Op zijn best ongeveer 60% rendement, als het vergelijkbaar is.

60% is al enorm. Alleen de hydrauliek doet het beter, bij pure elektrische productie.