একটি ছোট শিক্ষামূলক বায়ু টারবাইন জন্য ব্লেড সঠিকভাবে আকার কিভাবে?

Question

আমি একটি ছোট বায়ু টারবাইন ডিজাইন করতে চাই যা তুলনামূলকভাবে কম বায়ু অবস্থায় (5-15 কিমি / ঘন্টা) খুব সহজেই ক্লাসরুম থেকে ক্রীড়া ক্ষেত্রের বাইরে ক্রীড়া ক্ষেত্রের বাইরে চলে যেতে পারে যা একটি ছোট অতি-উজ্জ্বল 5 ভি এলইডি শক্তি সরবরাহ করতে পারে - এটি দেখানোর জন্য যথেষ্ট এটা কাজ করে।

এই বাতাসের পরিস্থিতিতে বিভিন্ন ব্লেড ব্যাস থেকে আমি যে শক্তি পেতে পারি এবং কীভাবে এলইডি জ্বালানোর জন্য একটি ছোট ডিসি মোটর / জেনারেটর চালানোর জন্য প্রয়োজনীয় শক্তি গণনা করব?

Comments

পাওয়ার ~~~ = জেড এক্স 600 এক্স এ এক্স সিডি এক্স (ভি / 10) ^ 3। ওয়াটস | সিডি = ড্র্যাগ কোফ - শুরু করতে 1 এ সেট করুন। 0 <জেড <0.6 (বেটজ সীমা) দক্ষতা। ভাল DIY = 0.2। সম্ভবত ~ = 0.1 খুব কম সহজ :-)। এম / এস এ ভি = এম ^ 2 এ বিচ্ছিন্ন অঞ্চল। | শুরু করার সময় 2 মি / সেকেন্ডে আপনার সাধারণত "স্টিকশন" নিয়ে সমস্যা হয়। অনেক বিকল্পের কাছ থেকেও কগিং করা হচ্ছে। হালকা ব্লেড দিয়ে একটি বৃহত ডিস্ক তৈরি করা সহজ যা কম বাতাসে স্পিন করবে।

— রাসেল ম্যাকমাহন

Answer 1

এটি যেমন ঘটেছিল, আমি সম্প্রতি একটি পৃথক সাইটের জন্য নিজেই সেই গণনাটি পেরিয়েছি।

দ্রুত ওয়েব অনুসন্ধান থেকে নিম্নলিখিত তথ্যগুলি দেওয়া, সংখ্যাগুলি কার্যকর করা কঠিন নয়।

• একটি (বৃহত) উইন্ডমিলের সর্বাধিক দক্ষতা প্রায় 40%।
• বায়ুর ঘনত্ব 1.225 কেজি / মি ³
• একটি এলইডি জ্বলতে আপনার প্রায় 50 মেগাওয়াট (5 এমভিতে 10 এমএ) প্রয়োজন

প্রথমত, আমাদের প্রয়োজন বিদ্যুৎ তৈরি করতে আমাদের প্রায় 50 মেগাওয়াট / 0.40 = 125 মেগাওয়াট বায়ু বিদ্যুতের প্রয়োজন হবে (একটি ছোট উইন্ডমিলের আসল দক্ষতা এবং জেনারেটরের দক্ষতার মতো অন্যান্য বিষয়গুলি উপেক্ষা করে) wind

উইন্ডমিলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত বাতাসের শক্তি 0.5mv ² , যেখানে ব্লেডগুলির ব্যাস দ্বারা নির্ধারিত "ডিস্ক" দিয়ে প্রবাহিত বায়ুর ভর হার rate উদাহরণস্বরূপ, ধরুন আমাদের 0.03 মি ² ডিস্ক (প্রায় ²⁰ সেন্টিমিটার ব্যাস) রয়েছে। বায়ুর ভর হার হ'ল ডিস্কের ক্ষেত্রটি বায়ুর গতিবেগকে বায়ুর ঘনত্ব দ্বারা গুণিত করে:

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

সেই বাতাসের শক্তি তাই:

$$P = 0.5 \cdot \text{Mass rate} \cdot v^2$$

বদলে এবং জন্য সমাধানে :$v$

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

... বা প্রায় 7 কিমি / ঘন্টা

আমরা এর আগে যে দক্ষতাগুলি উপেক্ষা করেছি সেগুলি বিবেচনা করে, একটি গিয়ার ট্রেনের ক্ষয় যা জেনারেটর আরপিএমকে ব্যবহারযোগ্য পর্যায়ে পৌঁছানোর প্রয়োজন হতে পারে, আমি সম্ভবত প্রায় 4 × অঞ্চল বা প্রায় 2 × ব্যাসের জন্য শুটিং করব (40) -50 সেমি), যুক্তিসঙ্গত ফলাফল পেতে।

Comments

দুর্দান্ত উত্তর, এবং আমি আগ্রহী this এই 3 বা 4 ব্লেড ধরে? টারবাইনটির জন্য পোষ্টারটি কোন ধরণের উপাদান ব্যবহার করতে হবে যা কোনও ফুটবলের মাঠে নিয়ে যেতে চায়?

— কেটিএম

@ কেটিএম: এটি কিছুই ধরে নেয় না। এই জাতীয় বিবরণগুলি বায়ু টারবাইন দক্ষতার নম্বরটিতে লুকানো আছে যা আমি অনলাইনে পেয়েছি।

— ডেভ টুইট করেছেন

ওফস, দেখে মনে হচ্ছে আমি ওপি-র শেষ বাক্যটি মিস করেছি (এবং আপনি দেখতে পাচ্ছেন কেন আপনি যেখানে স্কোপের লাইনটি আঁকেন)।

— কেটিএম

এটি নিখুঁত, আমি উদ্বিগ্ন ছিলাম যে আমি যদি একটি পরীক্ষা তৈরি করি এবং এটি কার্যকর না হয় তবে আমি জানি না যে এটি খুব ছোট বা অন্য কিছু ভুল ছিল। এখন আমার কাছে শুরু করার জন্য পর্যাপ্ত তথ্য রয়েছে।

— jhabbott

Answer 2

আপনি কী পান তা দেখার জন্য বালসার কাঠ থেকে কয়েকটি কাটতে চেষ্টা করুন। পরীক্ষাগুলি সম্ভবত এইরকম ছোট স্কেলের সেরা পদ্ধতি এবং গণিতটি আপনাকে সামগ্রীর বিস্তৃত জ্ঞান ছাড়াই খুব সহজেই পাবেন না (অর্থাত্ সস্তা সস্তা, ব্লেডটি বড় আকারের মতো দেখাবে বলে কম সম্ভাবনা রয়েছে)।

আমি আমার বিশ্ববিদ্যালয়ে গ্রীষ্মের ক্রিয়াকলাপগুলিতে কিডডবাইন্ডের উপকরণগুলি ব্যবহার করেছিলাম এবং এটি নিজের তৈরি এবং এটির সাথে পরীক্ষার জন্য আসলে মজাদার একটি টোন। আমরা সর্বদা একটি বায়ু টানেল এবং টারবাইন স্ট্যান্ড / রটার স্থাপন করেছি যা বাচ্চারা তারপরে ব্লেডগুলি ডিজাইন করে সংযুক্ত করবে। প্রচুর মজা, এবং আপনি কী ধরণের আকারের জন্য খুব সহজেই কাজ করেন তা দেখে আপনি অবাক হয়ে যাবেন। ক্রিয়াকলাপটি সম্পূর্ণ হতে এক ঘন্টাও কম সময় নিয়েছে।

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

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

একটি টানেলের একটি ছবি সহ একটি পৃষ্ঠা (আমরা এটি থেকে আমাদের মডেল করেছি): http://challenge.kidwind.org/?/national/tunnel