Tuulen nopeus ja voima

Pieleen meni.
Kappaleen ilmanvastus saadaan, sen otsapoikkipinta-alasta ja ilmanvastuskeroimesta cw. Näiden kanssa lähestytään sitten tuulen nopeuden neliöitä.

Mutta, oli kappale sitten ihan minkä kokoinen tai muotonen, kappaleeseen kohdistuva voima kasvaa suorassa suhteessa tuohon nopeuden neliöön. Tuulen yltyessä kahdesta neljään metriin, vaikutus ei olekaan vain tuplat.

Tuulispää kirjoitti:

Pieleen meni.
Kappaleen ilmanvastus saadaan, sen otsapoikkipinta-alasta ja ilmanvastuskeroimesta cw. Näiden kanssa lähestytään sitten tuulen nopeuden neliöitä.

Mutta, oli kappale sitten ihan minkä kokoinen tai muotonen, kappaleeseen kohdistuva voima kasvaa suorassa suhteessa tuohon nopeuden neliöön. Tuulen yltyessä kahdesta neljään metriin, vaikutus ei olekaan vain tuplat.

Lue lisää

Kyllä ainakin vastuksen, nostovoiman ja momentin kaavassa nopeus V on toiseen potenssiin. Esim vastus d=Cd×1/2×rho×V2×S. Cd=kappaleen vastuskerroin, 1/2×rho×V2= dynaamisen paineen kaava, jossa rho=ilman tiheys ja V2 tietysti nopeus m/s ja lopuksi S=kappaleen pinta-ala...

Tuulella ei edes ole mitään voimaa.
Sitäpaitsi tuuli on jo päätetty romuttaa, ei sitä ikuisesti merivoimien tulevia mahdollisia tarpeita varten säilytetä.
Ilmanvastus (=voima) syntyy vasta kun ilmavirtaukseen sijoitetaan jokin kappale, se ei siis todellakaan ole mikään tuulen ominaisuus, eli tuulellakaan ei ole mitään voimaa.


Tuulesta saatava teho on kylläkin teoriassa verrannollinen tuulennopeuden kolmanteen potenssiin, mikäli siis coefficient of performance pysyisi vakiona, mitä se ei oikeasti kylläkään tee. Ja tämähän pätee vain silloin, kun tehoa tuotetaan vempaimella, minkä massakeskipiste ei liiku suhteessa siihen (esim maan pintaan) minkä suhteen tuulen nopeutta mitataan.
Nyt jos tuulta mitataan veneen suhteen, saadaan vain se teho minkä veneeseen sijoitettu tuuliturbiini voisi teoriassa sähköä tuottaa, muttei huomioida kasvaneen kulkuvastuksen vaatimaa lisätehoa lainkaan.
Kaavasta ei siis saada kokonaisuuden kannalta oleellista nettotehoa.

oikeaa fysiikkaa kirjoitti:

Tuulella ei edes ole mitään voimaa.
Sitäpaitsi tuuli on jo päätetty romuttaa, ei sitä ikuisesti merivoimien tulevia mahdollisia tarpeita varten säilytetä.
Ilmanvastus (=voima) syntyy vasta kun ilmavirtaukseen sijoitetaan jokin kappale, se ei siis todellakaan ole mikään tuulen ominaisuus, eli tuulellakaan ei ole mitään voimaa.


Tuulesta saatava teho on kylläkin teoriassa verrannollinen tuulennopeuden kolmanteen potenssiin, mikäli siis coefficient of performance pysyisi vakiona, mitä se ei oikeasti kylläkään tee. Ja tämähän pätee vain silloin, kun tehoa tuotetaan vempaimella, minkä massakeskipiste ei liiku suhteessa siihen (esim maan pintaan) minkä suhteen tuulen nopeutta mitataan.
Nyt jos tuulta mitataan veneen suhteen, saadaan vain se teho minkä veneeseen sijoitettu tuuliturbiini voisi teoriassa sähköä tuottaa, muttei huomioida kasvaneen kulkuvastuksen vaatimaa lisätehoa lainkaan.
Kaavasta ei siis saada kokonaisuuden kannalta oleellista nettotehoa.

Lue lisää

Tuo tuuliturbiini on eri juttu. Ilmanvastus on verrannollinen nopeuden neliöön kuten aloittaja kertoi.

8+4 kirjoitti:

Tuo tuuliturbiini on eri juttu. Ilmanvastus on verrannollinen nopeuden neliöön kuten aloittaja kertoi.

Säätietoja lukevat kertovat monesti "tuulen voimakkuus nn m/s". Oikeammin pitäisi puhua tuulen nopeudesta. Kyseessä kaksi eri asiaa.

Tuulen voiman suhde tuulen nopeuteen toisessa potenssissa vähemmän tunnettu perusasia, mikä kuitenkin hyvä sisäistää mikä on vaikutus tuulen yltyessä. Eli se tuulen "paine" kasvaa toisen potenssin käppyrällä tuulen nopeuteen nähden.

Tuo paine = 1/2*tiheys*nopeus^2 tulee suoraan Bernoullin laista: virtauskentässä 1/2*tiheys*nopeus^2 paine = vakio (gravitaatiotermi jätetty yksinkertaisuuden vuoksi pois). Näinollen, jos virtauksen nopeus menee nollaan, kasvaa paine tuon 1/2*tiheys*nopeus^2 verran. Tämä vastaa tilannetta, jossa virtaukseen asetetaan virtausta vastaan kohtisuora levy (levyn pinnassa virtausnopeus on nolla). Voimahan on paine*pinta-ala. Bernoullin laki, joka on eräänlainen virtausmekaniikan energian säilymislaki, pätee kokoonpuristumattomalle, viskoosittomalle virtaukselle, mutta toimii tuon levyn tapauksessa varsin hyvin. Ja riittävän hyvin esim talon seinän tai rannalla seisovan ihmisen tapauksessa, kun virtaus on kohtisuoraan ihmistä/seinää vasten.

Bernoullin laki kirjoitti:

Tuo paine = 1/2*tiheys*nopeus^2 tulee suoraan Bernoullin laista: virtauskentässä 1/2*tiheys*nopeus^2 paine = vakio (gravitaatiotermi jätetty yksinkertaisuuden vuoksi pois). Näinollen, jos virtauksen nopeus menee nollaan, kasvaa paine tuon 1/2*tiheys*nopeus^2 verran. Tämä vastaa tilannetta, jossa virtaukseen asetetaan virtausta vastaan kohtisuora levy (levyn pinnassa virtausnopeus on nolla). Voimahan on paine*pinta-ala. Bernoullin laki, joka on eräänlainen virtausmekaniikan energian säilymislaki, pätee kokoonpuristumattomalle, viskoosittomalle virtaukselle, mutta toimii tuon levyn tapauksessa varsin hyvin. Ja riittävän hyvin esim talon seinän tai rannalla seisovan ihmisen tapauksessa, kun virtaus on kohtisuoraan ihmistä/seinää vasten.

Lue lisää

Ja tuulen voimistuessa, levyyn kohdistuva voima kasvaa toisessa potenssissa, kunnes levyn kiinnitykset pettää ja tuuli vie mennessään.

Missäs näillä sanoilla luvataan.....