Самый лучший ветрогенератор, или предел Беца 

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.

Великолепно! Очень интересная тема и объяснение. Спасибо большое за ваш труд!

Ого,мощно вами сказано.Мне под 55 лет и из Киева мя Вашу передачу с дочкой смотрим обязательно.Добру вашему роду пожелаем,добрые вы

Большое спасибо за Ваши труды. Крепкого Вам здоровья!

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)

Интересна сама лекция, просто и понятно, но также интересны и комментарии, в них можно получить тоже не мало ценных знаний и информации.

Детский восторг от ваших видео! Вы большие молодцы, так держать 😃

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!

Большое спасибо! Это существенная помощь нам кто любит работать своими руками.

Было бы не плохо сравнить два варианта для наглядности в одном видео. Благодарю за лёгкую усваиваемость материала👍

Как всегда, очень интересно, спасибо!

Очень толково. Физика интересна с хорошим преподавателем

Очень интересные темы выбираете, нравится ваш канал. Хотелось бы чтобы вы рассмотрели ещё трубку Рэнка

Вы молодец! Физика всегда интересна и полезна!

Объяснение хорошее и кратко изложено. Аплодирую стоя. Сам преподаватель.

Спасибо вам за контент! Супер интересно 😊

Очень просто и доступно И при этом очень интересно

Отличная и полезная информация..

Исключительно благодарность за труд и просвещение!!!!

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".

Тема гашения турбулентности потока не раскрыта! С нетерпением жду продолжения.

Благодарю, очень доходчиво. Прошу продолжения: прошу показать теоретический расчёт как изменяется температура проходящего через ветрогенератор потока воздуха.

Мозги уже не те, но все-равно очень интересно и полезно. Из школьной программы такого не осадил в мозгах.

Спасибо, интересно. Хотя этот ветряк меня мало интересует, но смотрел с удовольствием.

Опечатка, должно быть: эпсилон=V2/V1. А видео класс!!! Спасибо.

спасибо большое за разъяснения

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.

Я ничерта в формулах не понял и рассчитать естественно ничего не смогу, но слушать интересно и кажется я начинаю умнеть ))

Спасибо Вам огромное :)

Спасибо Вам большое

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.

Можно Вам на разбор прислать свои расчёты и инженерные решения?

Очень интересные и познавательные ваши передачи.

Очередная хорошая работа, спасибо вам за ваш труд. Будет еще интереснее если когда-нибудь дополните это еще и рассмотрением трансформаций тепла.

Больше снимайте таких роликов!

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).

Благодарствую.

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?

Благодарю за ваш труд!

Дякую вам за працю, хай щастить

Спасибо. Но есть так же , чуть менее популярные, вертикальные ветряки... интересно и про них что ни будь подобное услышать.

У меня были клевые физики. Теперь я хочу, чтобы у моего сына были такие. Такие, как автор этого канала.

Здравствуйте. Ну это ещё зависит наверное какой мощности сам генератор будет там стоять? И ещё. А какой более эффективный. Тот который выизучали или с вертикальным оперением?

Как вижу формулы , значит думаю , анализирую , однозначно лайк 🤔

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?

Большое спасибо

Спасибо!!!

Прекрасная лекция! Очень просто, понятно. Так здорово быть причастным к некоторому пониманию окружащих чудес!

🤚🤚🤚👍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

8:26: usual small typing mistake, epsilon should be reversed: epsilon = V2/V1. Thank you very much, it was very interesting and useful.

Ветрогенераторы это интересно!!! Расскажите пожалуйста про Спиральные Ветрогенераторы!!!

Я конечно двоечник , но как понял из видео это , нужно добиться максимального сохранения ламинарного потока прошедшего через лопасти , для получения максимального КПД . Верно ?

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....

Спасибо!

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.

Вопрос, для вертикальных ветряков такая же эффективность?

Здраствуйте, хотел бы услышать Ваше мнение насчёт вертикального ветряка, расположенного внутри сужающейся трубы (скоростной поток за счет разности давлений, плюс сужение для разгона потока). Понятно что размеры будут большие, но не покидает мысль сделать, думаю что получится...

как насчёт гидрогенерации турбинами Пэлтона? оптимальное количество сопел1,2,3,4?

применительно ли это к вертикальным ветроустановкам?

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.

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.

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.

8:16 Тут ошибка в записи, должно быть E=V2/V1. Но расчёты правильные.

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.

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.

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?

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

Это же Андрей Щетников? Заказывал у него как-то переводы стихов Гэри Снайдера. Но не думал, что он ещё и физик)

Спасибо

Спасибо, мужики! Здорово!!!

Дорбый, а почему не используют винглеты на концах вентелятора. Уменьшило бы это индуктивное сопротивление, а значит в теориии увеличило бы КПД?

В эпсилон ошибка - должно быть V2/V1

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

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

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?

12:16 Наверное коэффициент 0,5 для определённых рассчитанных скоростей ветра для конкретного ветряка, т.е. диапазона. Вне этого диапазона или ветряк не работает или коэффициент уменьшается... . У меня при коэф-те =0,5; плотности воздуха при Т=15град. =1,226 кг/м'3 получилась установка, дающая 2,4072453МВт.

... хотелось бы понять при скорости 8 м/с какой диаметр лопастей будет оптимальным ? ... и чтоб для раскрутки энергии хватало, не больше какого значения ? 🙄🤔

Верно:1000 %лайк.

а для турбины тоже актуальный коэффициент 0.59?

А могли бы вы посчитать максимальный теоретический кпд паруса? У меня получилось около 38%, но такое ощущение что ошибся.

Спасибо. Из чего последовал вывод, что ламинарный поток после ветрогенератора лучше, а турбулентный хуже? Вы как-то ни с того ни с сего сказали, что "нужно стремиться к ламинарности" после ветрогенератора... почему?

Отлично

При использовании двух рабочих контуров, вероятно, эффективность использования возрастет.

Эпсилон в формуле должно быть v2/v1

Ну уж следующая лекция то про бочечный ветряк, да ?

Чем применение собирающей воронки на входе отличается от увеличения размера лопастей? Я видел предыдущее видео, где объясняется, что воронка не работает. Вопрос - в чём отличие.

Спасибо! Очень интересно! Но отталкивались же сначала от работы винтов. Т.е. винт не отбирал энергию у воздушного (водяного) потока, а сообщал. Получается ли, что винт, вращаясь, образует перед собой некую "воронку" (S1 > S2)? И максимальный КПД винтового движителя 0,59 ?

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.

Что за мелодия в конце?

А если за первым ветряком поставить второй в том же потоке, который движется, но со скоростью втрое меньше входного, то можно ли вытянуть дополнительный процент КПД? Или нет?

Для максимума кпд, нужно чтоб винты ловили ветер не только по оси горизонта, но и по оси вертикали. Так же лопасти можно замкнуть внешним кольцом.

Очень интересно. А есть у вас понимание событий в тороидальных пропеллерах. я попытался воссоздать таковой и даже опубликовал короткое видео с напечатанной на 3-д принтере моделью. потрачено время, деньги, но понимания того, что я делаю правильно , а что нет так и не пришло. Не хватает образования ( я врач) . Было бы интересно послушать вас по этой теме.

сделайте сборник своих выкладок , по всем видеоматериалам? с выкладками. столько всего полезного . а то конспектировать придется)

а КПД паровой турбины так же считается?

Спасибо мэтр !

Где рабочая модель с повышенной эффективности? Сделайте

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?

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..

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.

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.