Laskukaavat hukassa

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Eli tarvisin apua tuulipotkurin kokoa/lapakulmaa laskiessa.

Eli kuinka lasketaan potkurin mitat kun muuttujina ovat:

-lapojen pinta-ala
-lapojen kulma
-tuulen nopeus
-tehon tarve

ja mitä suureita kaavassa käytetään?

Kommentit (14)

Vierailija
seppo.kuisma
Eli tarvisin apua tuulipotkurin kokoa/lapakulmaa laskiessa.

Eli kuinka lasketaan potkurin mitat kun muuttujina ovat:

-lapojen pinta-ala
-lapojen kulma
-tuulen nopeus
-tehon tarve

ja mitä suureita kaavassa käytetään?

Lapojen pinta-ala A=2*x*y
Jos yksi x:ä tiedetään saadaan toisen lavan y, siis pystytaso...
Jos lapojen pinta-ala on molemmin puolinen siis ylä ja alapuoli,
A=4*x*y
Käytännössä lapojen kulma ei muuta tuota arvoa paljoakaan...

Tuulen nopeus vaikutta lapakulmaan. Se on selviö, mut kuis paljon.hmmm...
Jos tuulen nopeus on vaikkapa v=10m/s
Siihen osuu Ilmamolekyylejä E=m*v^2/2, ja toi m=12*V
V on tilavuus
V/T=A*cos alfa*v
(1,2 on ilman tiheys kg/m^3)
A on lapa-ala toisella puolen...
Eli jos P=E/T=1,2*V*v^2/2=0,6*A*cos alfa*v^3

Tosta saadaan siis teho:
P1=roo*A*v^3/2=0,6 [kg/m^3]*A*cos alfa*v^3

Elikkäs tarkistetaan vielä yksikkö
P=[kg/m^3*m^2*m^3/s^3]
P=[kg*m^2/s^3]=E/T=m*v^2/(2*T)

Tossa on vaikea sanoa yht äkkiä lapakulman osuutta, nähtävästi se pistää kappaleen kiertämään

Mut miten kulman ympäis tohon?
Jos lapakulma on 45 astetta se aikaansaa kierteen joka suuntautuu muualle kuin lapaa poistyöntäväksi suoraan(kulmalla 0)

Tulisi rotaatio F=m*v^2/y
ja jos lapkulma vaikuttaa asiaan niin että 45 asteen kulma vähentää 1/2 voimavaikutusta 2*m*v^2/(y*tan alfa)

Eli nyt kulmalla 90 astetta tarvitaan voimaa: F=2*m*v2^2/(y*tan alfa)=0
ja 45 asteen kulmalla tarvitaan voimaa F=2*m*v2^2/(y*1), y oli se lavan y pituus...
Jos taas lapakulma on 0 astetta F=2*m*v2^2/(y*0)=oo, suora lapa

Ja m:ksi tälläkertaa lapojen paino, ja sitä verrataan tuossa edellä saatuun tehoon:P2= F*v2, eli tuossa on eri v kuin tuossa tuulen nopeudessa!
kohden tuulta, toi olis ideaali tapaus, mutta käytännössä tuohon y:ksi tarvitaan jokin hieman monimutkaisempi funktio!
Eli aavistus vain kallistusta niin tiedetään kumpaan suuntaan pyöritään, tokkopa ihan 45-astetta tarvii tehä!

En oo ihan 100% varma tosta kertoimesta 2. voi olla että tuulen energiaa vaaditaan jotenkin muuten kierrättämään kuin tolla kertoimella... Kokeilu jonkin hyvän mittariston kanssa auttaa asiaa!

Toivottavasti ei ihan bullshittiä pelkästään

Eli yhteenveto: P1=P2
P1=roo/2*Alapa*cos lapakulma*vtuuli^3=0,6*Alapa*cos lapakulma*tuuli^3
roo=1,2kg/m^3
P2=Mlapa*vlapa^3/(ypituuslavalla*tan lapakulma)

Tokihan voi olla, että toi teho saadaan Integraalilla, eli
P=Integral(F *dv)
Eli per 1/3-osa sinne vielä tulee

=>P2=Mlapa*vlapa^3/(3*ypituuslavalla*tan lapakulma)

JA jälleen toistuu tuo ilmestyskirjan strategia, saatana viskoo 1/3-osan tähdistään maahan, mokomakin Leipniz kun integraalin keksi!

Sitten enää pitääkin vähentää gravitaatio:
PG=Integral(F*dv)=G*m*M/R^2*v, koska kaikki muut paitsi v ovat vakioita, kertolaskun pitäisi toimia suoraan:
PGy'=9.82 [kg/m^3]*Mlavat*vlapa'

Ja siitä saadaankin se nostokulma, kun lapojen aiheuttaman tehon suunnasta vähennetään vektori PGy'

Mutta sen laskeminen on jo niin yksinkertaista, että jätetään jotain teillekin!!

Vierailija

Tulloo vaan mieleen, että oisko kaikkein tehokkaimpia energian tuottajia sellaiset mäkihyppytoneissakin käytetyt viuhuvat kupit? 4 kuppia!
Mut suurten sellaisten tekeminen ois varmaan aika hankalaa?

Vierailija

Kokeillampa tuota kaavaa:

Eli yhteenveto:
P1=roo/2*Alapa*cos lapakulma*vtuuli^3=0,6*Alapa*cos lapakulma*tuuli^3
roo=1,2kg/m^3
P2=Mlapa*vlapa^3/(ypituuslavalla*tan lapakulma)

Tokihan voi olla, että toi teho saadaan Integraalilla, eli
P=Integral(F *dv)
Eli per 1/3-osa sinne vielä tulee

=>P2=Mlapa*vlapa^3/(3*ypituuslavalla*tan lapakulma)

lapakulma=45o

Varmaan toi Alapa tulee jakaa kahdella, jos on sellainen kaksiosainen lapasysteemi

y=1m ja x=0,1m

tuuli 10m/s

P1=0,6*0,1*cos 45o*(10m)^3=60 W/sqrt(2)=42,42640687W
Roo=9000kg/m^3*(2m*0,1m*0,01m)=18kg, kuparista valmistettu
P2=18kg*v^3/(3*1*tan 45)=60W/sqrt(2)
v=(60/sqrt(2)*3*1*1/18 )^(1/3)
v=1,919383104m/s

Eli metrin mittaisia 10 cm leveitä ja 1cm paksuja lapoja 2 kpl (18kg) pyörisi noin 3m/s tuulella 10m/s!
Ja tuottaisi energiaa 60W/(2)^(1/2)=42,4 Wattia...

Tässähän toi massa on kaksinkertainen, jos on sellainen kierrelapa, jossa toinen puoli ei reagoi vuorollaan...
=>v=1,9m/s

Ja alfahan muuttuu kokoajan, mutta jos on sellainen kaksiosainen lapa niin 2 lavasta voi muodostaa kokonaisen, mutta tällöin on luonnollisesti massaakin 2 x kertaisetettava

Eli tässä sysdeemissä noiden lapojen massa onkin 18kg jos 2 metrin kokoinen kolossi!

Noh täysin tuo ei vastaa vielä kysymykseen mikä on se lapakulma, mutta yritys ainakin! Voisitkos täsmentää millainen vempele on tarkkaanottaen kyseessä!

Itse asiassa tuulimylly on paras vaihtoehto, jolloin 4 siipeä vuortelleen kerää ilmaa.. TÄllöin tuon tuloksen voi huoletta kertoa 2 tai jopa 4:llä=>120/sqrt(2) tai 240/sqrt(2)

Toki se myös tuplaa ja 4 x koko helahoidon massankin, joten ei siitä niin paljoa hyötyy ole...
(4*Alavapa)^(1/3) on täsmälleen samansuuruinen lisäys kuin (4 * MLapa)^(1/3)

Tähän väliin pätkä Raamattua niin alkaa energiaa sufleytya!

Tosin voi olla helpompi tehdä lisää alaa, kuin lisää massaa! Ohkaisia pintoja vain niin pyörii nopeammin!
1. Kolmantenakymmenentenä vuotena, neljännessä kuussa, kuukauden viidentenä päivänä, kun minä olin pakkosiirtolaisten joukossa Kebar-joen varrella, aukenivat taivaat, ja minä näin Jumalan näkyjä.
2. Kuukauden viidentenä päivänä, kuningas Joojakinin pakkosiirtolaisuuden viidentenä vuotena,
3. tuli Jumalan sana pappi Hesekielille, Buusin pojalle, Kaldean maassa Kebar-joen varrella, ja hänen päällensä tuli siellä Herran käsi.
4. Ja minä näin, ja katso: myrskytuuli tuli pohjoisesta, suuri pilvi ja leimahteleva tuli, ja pilveä ympäröitsi hohde, ja tulen keskeltä näkyi ikäänkuin hehkuvaa malmia, keskeltä tulta.
5. Ja sen keskeltä näkyivät neljän olennon hahmot. Ja näöltänsä ne olivat tällaiset: niillä oli ihmisen hahmo.
6. Ja niillä oli neljät kasvot kullakin ja neljä siipeä kullakin.
7. Ja säärivarret niillä oli suorat ja jalkaterät kuin vasikansorkat, ja ne välkkyivät kuin kiiltävä vaski.
8. Ja siipiensä alla niillä oli, neljällä eri puolellansa, ihmiskädet. Kasvot ja siivet niillä neljällä olivat näin:
9. Niiden siivet koskettivat toisiansa. Kulkiessaan ne eivät kääntyneet: ne kulkivat kukin suoraan eteenpäin.
10. Ja niiden kasvot olivat ihmiskasvojen kaltaiset; mutta oikealla puolen oli niillä neljällä leijonankasvot, vasemmalla puolen oli niillä neljällä häränkasvot, myös oli niillä neljällä kotkankasvot.
11. Niin niiden kasvot. Mutta siivet niillä oli levällään ylöspäin. Kullakin oli kaksi, jotka koskettivat toisen siipiä, ja kaksi, joilla ne peittivät ruumistansa.
12. Ja ne kulkivat suoraan eteenpäin. Minne henki vaati kulkemaan, sinne ne kulkivat. Kulkiessaan ne eivät kääntyneet.
13. Ja olentojen hahmo oli näöltänsä kuin tuliset hiilet, jotka paloivat tulisoihtujen näköisinä. Tulta liekehti olentojen välissä, ja tuli hohti, ja tulesta lähti salamoita.
14. Ja olennot kiitivät edestakaisin ja olivat nähdä kuin salamanleimaus.
15. Mutta kun minä katselin olentoja, niin katso: yksi pyörä oli maassa olentojen kohdalla, kunkin niiden neljän etupuolella.
16. Pyörät olivat näöltään ja teoltaan niinkuin krysoliitti, ja niillä neljällä oli sama muoto, ja ne olivat näöltään ja teoltaan, kuin olisi ollut sisäkkäin pyörä pyörässä.
17. Ne kulkivat neljään eri suuntaansa, kun kulkivat.
18. Kulkiessaan ne eivät kääntyneet. Ja niiden kehät olivat korkeat ja peljättävät; ja niiden kehät olivat täynnä silmiä, yltympäri, niissä neljässä.
19. Ja kun olennot kulkivat, kulkivat pyörät niiden ohella; ja kun olennot kohosivat ylös maasta, kohosivat myös pyörät.
20. Minne henki vaati kulkemaan, sinne ne kulkivat - minne vain henki kulkemaan vaati. Ja pyörät kohosivat samalla kuin nekin, sillä olentojen henki oli pyörissä.
21. Kun olennot kulkivat, kulkivat nämäkin; kun ne seisoivat, seisoivat nämäkin; kun ne kohosivat ylös maasta, kohosivat pyörät samalla kuin nekin, sillä olentojen henki oli pyörissä.
22. Ja olentojen päitten ylle hahmottui taivaanvahvuus, niinkuin peljättävä kristalli, kaartuen ylös niiden päitten ylitse.
23. Ja taivaanvahvuuden alla oli niillä siivet suorina, toisen siipi toisen siipeä kohti. Kullakin oli kaksi, jotka sitä peittivät - kaksi, jotka peittivät sen ruumista.
24. Ja minä kuulin niiden siipien kohinan niinkuin paljojen vetten kohinan, niinkuin Kaikkivaltiaan jylinän, kun ne kulkivat; pauhinan ääni oli niinkuin sotaleirin pauhu. Kun ne seisoivat, laskivat ne siipensä alas.
25. Ja kuului ääni taivaanvahvuuden yläpuolelta, joka oli niitten pään päällä. - Kun ne seisoivat, laskivat ne siipensä alas.
26. Ja taivaanvahvuuden yläpuolella, joka oli niitten pään päällä, oli valtaistuimen muotoinen, näöltään kuin safiirikiveä. Ja valtaistuimen muotoisella istui hahmo, ihmisen näköinen, kohoten korkealle.
27. Ja minä näin ikäänkuin hehkuvaa malmia, tulen näköistä, jota ympäröi kehä ylöspäin siitä, mikä näytti hänen lanteiltansa; ja alaspäin siitä, mikä näytti hänen lanteiltansa, minä näin kuin tulen näköistä, ja sitä ympäröitsi hohde.
28. Kuin kaari, joka on pilvessä sadepäivänä, niin oli näöltään sitä ympäröivä hohde. Senkaltainen oli katsoa Herran kirkkauden hahmo. Ja kun minä sen näin, lankesin minä kasvoilleni. Ja minä kuulin äänen, kun joku puhui.

Vierailija

No niin, tarkoitus olisi pyörittää 30:1 välityksellä generaattoria (1080W) hyötysuhde arviolta joku ~55%. suunnitteilla olisi 3000mm halkaisijalta oleva 6 tai 8-lapainen potkuri. Lavat voisi ollla suunnikkaan muotoisia esim. 100*200*1200 tai leveämpiä jos tarve vaatii. kaava tarvis olla sellanen mihin on helppo vaihtaa tuulennopeus tai lapojen pinta-ala. kulma vois olla se 45, koska sehän muuttaa tehokkaimmin tuulen paineen pyörimisliikkeeksi.

kairamo
Seuraa 
Viestejä1517
Liittynyt13.12.2006
seppo.kuisma
Eli tarvisin apua tuulipotkurin kokoa/lapakulmaa laskiessa.

Eli kuinka lasketaan potkurin mitat kun muuttujina ovat:

-lapojen pinta-ala
-lapojen kulma
-tuulen nopeus
-tehon tarve

ja mitä suureita kaavassa käytetään?

Ennen kuin näitä alkaa laskea, kannattaa opiskella sellaiset käsitteet, kuin siipiprofiili ja nostovoima.

An nescis, mi fili, quantilla prudentia mundus regatur.
(Axel Oxenstierna)

.
Seuraa 
Viestejä846
Liittynyt10.9.2005
seppo.kuisma
No niin, tarkoitus olisi pyörittää 30:1 välityksellä generaattoria (1080W) hyötysuhde arviolta joku ~55%. suunnitteilla olisi 3000mm halkaisijalta oleva 6 tai 8-lapainen potkuri. Lavat voisi ollla suunnikkaan muotoisia esim. 100*200*1200 tai leveämpiä jos tarve vaatii. kaava tarvis olla sellanen mihin on helppo vaihtaa tuulennopeus tai lapojen pinta-ala. kulma vois olla se 45, koska sehän muuttaa tehokkaimmin tuulen paineen pyörimisliikkeeksi.

Lue tuo:
http://www.tiede.fi/keskustelut/viewtopic.php?t=14293

Vierailija

Joo, luin sen mutta täsmennän vielä etten ole rakentamassa generaattoria vaan potkuria. Ainoa asia mikä selvisi oli lapakulman ollessa 45 vääntö on paras. ja että kolmilapanen on huono pienessä tuulessa.

Denzil Dexter
Seuraa 
Viestejä6665
Liittynyt7.8.2007

Tuossa linkkejä hieman isompaan potkuriin (2-5 kW):

http://www.finnwind.fi/web-content/sivu ... entit.html

http://www.finnwind.fi/web-content/sivu ... chor-57524

Eli tuon perusteella voisi päätellä, että valmiin ropelin 1kW voimalaan saisi muutamalla satasella? Silloin säästyisi muutama harjoituskappale ja ehkä rahaakin, mutta tietysti tekemisen ilo jäisi väliin.

Vierailija
seppo.kuisma
Joo, luin sen mutta täsmennän vielä etten ole rakentamassa generaattoria vaan potkuria. Ainoa asia mikä selvisi oli lapakulman ollessa 45 vääntö on paras. ja että kolmilapanen on huono pienessä tuulessa.

Kaavoihin en ota kantaa, mutta pari kommenttia:

Potkureissa ei yleensä puhuta kulmasta vaan noususta, koska lavan eri osat liikkuvat eri nopeuksilla. Jos potkurin nousu olisi vaikka 1 metri, niin lavan kulmat olisivat sellaiset, että täysin luistamaton potkuri etenisi metrin kierroksen aikana.

Tuo 45 astetta vaikuttaa hyvin epäilyttävältä. Jos kulma ilmavirtaan nähden on liian pieni, ei lapaa käytetä kunnolla hyväksi, jos taas kulma on liian suuri, lapa sakkaa ja sen teho putoaa oleellisesti. Nousun on siis oltava sellainen, että kaikki lavan osat toimivat optimaalilla kohtauskulmalla.

Vierailija
SAMAEL
Jumalauta. On tämä aika sirkus!

Älä vitussa!

harkitsen vakavasti siirtymistä hs keskustelu palstoille tämän paikan taso on heikentynyt huomattavasti. Voin kävästi täällä aina kun haluan huumoria...

Vierailija
seppo.kuisma
No niin, tarkoitus olisi pyörittää 30:1 välityksellä generaattoria (1080W) hyötysuhde arviolta joku ~55%. suunnitteilla olisi 3000mm halkaisijalta oleva 6 tai 8-lapainen potkuri. Lavat voisi ollla suunnikkaan muotoisia esim. 100*200*1200 tai leveämpiä jos tarve vaatii. kaava tarvis olla sellanen mihin on helppo vaihtaa tuulennopeus tai lapojen pinta-ala. kulma vois olla se 45, koska sehän muuttaa tehokkaimmin tuulen paineen pyörimisliikkeeksi.

Eli yhteenveto: P1=P2
P1=roo/2*Alapa*cos lapakulma*vtuuli^3=0,6*Alapa*cos lapakulma*tuuli^3
roo=1,2kg/m^3
P2=Mlapa*vlapa^3/(ypituuslavalla*tan lapakulma)

Tokihan voi olla, että toi teho saadaan Integraalilla, eli
P=Integral(F *dv)
Eli per 1/3-osa sinne vielä tulee

=>P2=Mlapa*vlapa^3/(3*ypituuslavalla*tan lapakulma)

JA jälleen toistuu tuo ilmestyskirjan strategia, saatana viskoo 1/3-osan tähdistään maahan, mokomakin Leipniz kun integraalin keksi!

Sitten enää pitääkin vähentää/lisätä gravitaatio:
PG=Integral(F*dv)=G*m*M/R^2*v, koska kaikki muut paitsi v ovat vakioita, kertolaskun pitäisi toimia suoraan:
PGy'=9.81 [kg/m^3]*Mlavat*vlapa
PGy'=9,81^2 [kg/m^3]*Mlavat*vlapa
Ja siitä saadaankin se nostokulma, kun lapojen aiheuttaman tehon suunnasta vähennetään vektori PGy'

Eli loppuyhteenveto:
=>P1=P2
P1=roo/2*Alapa*cos lapakulma*vtuuli^3=0,6*Alapa*cos lapakulma*tuuli^3
roo=1,2kg/m^3
P2=Mlapa*vlapa^3/(ypituuslavalla*tan lapakulma)

Gravitaatio vaikuttaa kiertosuuntaan nähden nopeuttavasti tai vastapuolella hidastavasti. Ne siis kumoavat toisensa, joten sitä ei tarvitse ottaa huomioon lainkaan, jos on yli 2-lapainen systeemi

Kokeillaan vielä noilla sun arvoilla: tuulen nopeus v=5m/s
P1=0,6*(1,2m*0,2m)*6*cos 45*(5m/s)^3=108*(1/2)^(1/2)
P1=76,36753237W
Plop=0,55*P1=42W
Eli ei siit kyllä ihan 1080W-voimalaa saa!
Mut hehkulamppua sillä voi kyllä tuolla tuulen nopeudella wörkittää!

Mut jos aivan hirvee puhuri kävis niin silloin!
P1=0,6*(1,2*0,2)*6*cos 45*(20m/s)^3=6912*(1/2)^(1/2)=4887,6W
Hyötysuhde 55%
=>Plop=2688,2W

Aika hirvee pitäis lavan olla, että sillä toi 1000W revittäis jossain normaalissa 2m/s tuulessa! Ja tosi kevyt! Tai jos raskas niin eihän se haittaa jos senkin liike otetaan talteen! Lepokitka vaan pitää voittaa, ja se käytännössä joudutaan vielä vähentämään tuosta arvosta!

Uusimmat

Suosituimmat