Küsimus:
Kuidas õigesti mõõta väikese hariva tuuliku labasid?
jhabbott
2015-01-23 02:59:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Soovin kujundada väikese tuuliku, mida saab klassiruumist hõlpsasti spordiväljakule viia suhteliselt vähese tuule tingimustes (5–15 km / h) ja mis suudaks toita väikest üliereda 5 V LED-i - täpselt nii palju näitamaks, et see töötab.

Kuidas arvutada võimsust, mida võin nendes tuuleolukordades saada erineva tera läbimõõduga, ja võimsust, mis on vajalik väikese alalisvoolumootori / generaatori juhtimiseks, et LED põlema panna?

Võimsus ~~~ = Z x 600 x A x Cd x (V / 10) ^ 3. vatt | Cd = lohistamiskoefitsient - alustamiseks määrake väärtus 1. 0
Kaks vastused:
#1
+9
Dave Tweed
2015-01-23 03:56:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nagu juhtub, tegin hiljuti ise selle saidi arvutamise läbi.

Arvestades kiire veebiotsingu järgmisi fakte, pole numbrite väljatöötamine keeruline.

  • (Suure) tuuliku maksimaalne kasutegur on umbes 40%.
  • Õhu tihedus on 1,225 kg / m 3
  • LED-i süttimiseks vajate umbes 50 mW (10 mA 5 V juures)

Esiteks vajame umbes 50 mW / 0,40 = 125 mW õhuvoolu, mis voolab läbi vajaliku elektri loomiseks tuuleveski (eirates muid tegureid, nagu väikese tuuliku tegelik kasutegur ja generaatori efektiivsus).

Tuulikust läbi voolava õhu võimsus on 0,5 mv 2 , kus m on labade läbimõõduga määratud "ketast" läbiva õhu massikiirus. Oletame näiteks, et meil on ketas 0,03 m 2 (läbimõõduga umbes 20cm). Õhu massikiirus on ketta pindala korrutatuna õhu kiirusega, korrutatuna õhu tihedusega:

$$ \ text {Mass rate} = 0.03 \ text {m} ^ 2 \ cdot v \ cdot 1.225 \ text {kg / m} ^ 3 = v \ cdot 0.03675 \ text {kg / m} $$

Selle õhu võimsus on seega järgmine:

$$ P = 0,5 \ cdot \ text {Massimäär} \ cdot v ^ 2 $$

$ v $ asendamine ja lahendamine:

$$ v = \ sqrt [ 3] {\ frac {0.125 \ text {W}} {0.5 \ cdot 0.03675 \ text {kg / m}}} ​​= 1.9 \ text {m / s} $$

... või umbes 7 km / h.

Võttes arvesse varem eiratud tõhusust, pluss kaotusi reduktoris, mida võib vaja minna generaatori pöörete minimeerimiseks kasutatavale tasemele, laseksin tõenäoliselt umbes 4 × ala või umbes 2x läbimõõt (40-50 cm) mõistlike tulemuste saamiseks.

Suurepärane vastus ja ma olen huvitatud. Kas see eeldab 3 või 4 tera? Millist materjali tuleks kasutada turbiini jaoks, mille postitaja kavatseb jalgpalliväljakule viia?
@KTM: See ei eelda midagi. Sellised üksikasjad on peidetud tuuleturbiini tõhususe numbrisse, mille leidsin veebis.
Woops, näib, et mul jäi OP viimasest lausest puudu (ja näen, miks tõmbasite ulatuse piiri sinna, kuhu tegite).
See on ideaalne, mul oli mure, et kui ma ehitaksin katse ja see ei tööta, siis ma ei teaks, kas see on liiga väike või on midagi muud valesti. Nüüd on mul alustamiseks piisavalt teavet.
#2
+2
KTM
2015-01-23 03:32:25 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Proovige balsa puidust mõned lõigata, et näha, mida saate. Eksperimenteerimine on ilmselt nii väikeses mastaabis parim meetod ja matemaatika ei vii teid väga kaugele, kui pole materjale laialt tunda (st mida odavam materjal, seda vähem tõenäoline, et tera näeb välja nagu suur).

Töötasin oma ülikoolis suviste tegevustega, kasutades KidWindi materjale ja tegelikult on tohutult lõbus omaenda üles ehitada ja sellega katsetada. Olime alati püstitanud tuuletunneli ja turbiinialused / rootori, mille lapsed seejärel disainiksid ja nende külge kinnitaksid. Tohutult palju nalja ja sa oled üllatunud, millised kujundid tegelikult darni väärt on. Tegevuse lõpuleviimiseks kulus isegi vähem kui tund.

http://challenge.kidwind.org/events/building-a-turbine

http://learn.kidwind.org/learn/science_fair_projects

Leht, millel on tunneli foto (me kujundasime sellest oma): http: // challenge.kidwind.org/?/national/tunnel



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...