Komprimera vinden

[Jernet]

Kunde inte komma på bättre rubrik till min fråga

Rätt å slätt! Kan man komprimera vinden i låt oss säga en trattformation,för att få "fart" på vinden i botten av tratten, eller blir det bara turbulens av alltihopa?
Hoppas ni förstår vad jag menar?

obs, detta är inget projekt, bara en fundering.

[JasonCW]

Hej Jernet,

Har du inte noga läst mina utlägg kring detta fenomen i "EnergyTower"-tråden?

Med de vindhastigheter vi pratar om kan man inte få vinden (luften) att komprimeras och därmed få högre tryck (däremot så minskar trycket något), men det inte heller vad du menar.
Du undrar om man inte kan accelerera vinden genom att leda in den i en tratt.
Svaret är både ja och nej.

Ja - Du kan tvinga vinden att öka i hastighet genom att tränga in den i en avsmalnande gång.

Nej - Energin i den vind som träffar trattens öppning kommer dock endast delvis att bestå.

Du kan alltså skapa dig en mer energirik vind i trattens slut, men luftflödet kommer vara mindre än det teoretiska för den anströmmade öppningsarean. Effektiviteten räknat på klassiskt vis kommer alltså minska, men energin i vinden kommer eventuellt vara lättare att utvinna i en turbin av något slag.

Vindkrafterna som verkar på en sådan konstruktion är dock inte att leka med och ställer stora krav på tornet och särskilt vacker blir den inte heller.

[KennethE]

Ett möjligt sätt skulle ju vara att placera den i en lämpligt utformad dalgång som löper längs den dominerande vindriktningen. Och helst asfaltera hela dalgången men åkrar eller liknande kan räcka, man vill ju undvika turbulens från träd och buskar, och hus.

[JasonCW]

På den här sidan kan man läsa det mesta om hur och hur inte vindkraft fungerar.
http://www.windpower.org/en/tour.htm

Med anknytning till Jernets fråga:
http://www.windpower.org/en/tour/wres/tube.htm

Till exempel det som KennethE tar upp:
http://www.windpower.org/en/tour/wres/speedup.htm

[Jernet]

Jag är imponerad!
Vilken kunskap här finns!
Man har ju alltid sina små funderingar, och här får man verkligen svar.
Jag ska kolla in dina länkar lite mer noga imorgon JasonCW, så för nu så säger jag bara tack, till dig och andra.

[KennethE]

Det område i USA vi tidigare diskuterat och tittat på genom google maps är ju ett exempel på där man framgångsrikt utnyttjat en stor dalgång för att effektivisera vindkraften.

[Hjalmar]

Hej!

Som gammal vindkraftnörd roade jag mig under en period med att kolla vindkraftpatent via Patentverkets hemsida. Ganska fashinerande! En uppsjö av mer eller mindre genomförbara ideer. 1978 fick flygplanstillverkaren Grumman patent enligt US 4075500. En så kallad "koncentrator". Se bilaga (om jag lyckas ladda upp den)

[becca]

Påminner lite om en DuoProp. Volvo Pentas patent på båtpropeller.

http://www.marinepartseurope.com/sv/volvo-penta-sprangskiss-7744060-090-090,,,1786.aspx

[Hjalmar]

Intressant med Pentas DuoProp men hur fungerar den egentligen? Roterar båda propellrarna eller är den ena fasta ledskenor som lederin vattnet på ett fördelaktigt sätt i den andrapropellern?

[KennethE]

Liknar den bilden är det nog snarare så att propellern driver vattnet mot de fasta bladen, men sätter ju även vattenstrålen i rotation vilket riktar en del av kraften radiellt, alltså vinkelrätt mot önskad riktning, röret tillsammans med de fasta bladen riktar om det i önskad riktning igen. Jag tror att flygets turboprop fungerar lite i samma stil.

[deepforest]

Ursäkta en båtnörd, men hörde jag duoprop

Jo, på duoprop roterar proprellrarna åt varsitt håll. Då vinner man en massa fördelar.
Jag har duoprop på min båt numera och det är bara att Tacka o buga. Se nedan.

ML_DPH_duoprop.JPG (24.65 KB) Visad 5800 gånger

Saxat från Volvos hemsida:
Fördelar med Duoprop
När Volvo Penta introducerade den patenterade Duoprop 1982 var det den största händelsen inom båtvärlden sedan propellern uppfanns. Dubbla, motroterande propellrar ger ett ordentligt grepp för att skapa unik dragkraft, rak och exakt riktning - även vid backning - plus snabbare acceleration vid planing.

De motroterande dubbla propellrarna eliminerar sidokrafterna som förekommer hos konventionella enkelpropellrar med INU-drev. Det betyder att motorns energi och effekt koncentreras på att driva båten framåt - inte åt sidan.

Rak riktning
Duoprop kör rakt. Titta över akterspegeln på vilken Duoprop-driven båt som helst. I kölvattnet finns beviset på ett renare och lugnare kraftförlopp.

Snabbare acceleration
Duoprop ger upp till 30 % snabbare acceleration och når en topphastighet ungefär 5 % snabbare än något annat konventionellt enkelpropellersystem - utan att öka bränsleförbrukningen. Vid dellast kan du förvänta dig mellan 10 och 12 % lägre bränsleförbrukning.
Snabbare planing
Bättre grepp i vattnet betyder snabbare planing, och att man håller sig där på lägre varvtal.

Bättre hantering
Oavsett om man kör i höga hastigheter, runt bojar eller lägger till i en trång hamn har man ett bra grepp - även vid tvära svängar vid höga hastigheter. Duoprop minskar också båtens tendens att rulla.

Lägre vibrations- och ljudnivåer
Duoprop ger lägre vibrations- och ljudnivåer på grund av att stötpulserna fördelas över flera blad. Med dess motroterande propellrar är det nästan kavitationsfritt.

[KennethE]

Ok, då fungera den inte exakt som jag gissade.
Men mitt resonemang stämmer fortfarande på turboprop.

Men på bilden ser jag även att konformen bakom propellern spelar en stor roll, helst skulle den fortsatt ut i en spets för att vara optimal. Man gör försök på reketmotorer med motsvarande, i stället för att med en dysa trycka ihop jetstrålen och rikta kraften bakåt placerar man en kon mitt i strålen, denna skapar ett undertryck i centrum som suger ihop den vilket innebär att en större del av kraften riktas bakåt, smalare ju högre hastighet i förhållande till omgivande gas/vätska dessutom vilket innebär en automatisk impedansanpassning i förhållande till hastigheten.

Vid låg hastighet är det effektivast med en stor mängd gaser vid relativt låg hastighet.
Vid högre hastigheter vill man i stället ha maximal hastighet på gasen på bekostnad av gasmängden eller bredden på strålen. Problemet med raketmotorn är att hitta ett material som håller för de enorma temeperaturerna, hittills har grafit fungerat bäst men håller fortfarande inte tillräckligt länge för att vara praktiskt användbart.

För båtmotorer har man inte det problemet men verkar inte heller ha förstått principen fullt ut? En propeller har ju dessutom större hastighet ute vid ändarna än i centrum så man skulle inte förlora mycket på att göra navet större i diameter och sedan dra ut det i en längre spets, idealet verkar vara att den skall smalna av först ganska fort oc hsedan långsammare mot spetsen och alltså vara ganska spetsig.

Jag tror dock att principen blir svår att överföra på en vindsnurra där ju gashastigheten efter att gasen passerat bladen spelar mindre roll förutom att den inte skall hindras så att man ökar trycket bakomm möjligen kan man vinna en del genom högre gashastighet där eftersom det sänker trycket och därmed skapar en större tryckskillnad mellan luften framför och bakom snurran?

Kombinerar man det genom att dessutom göra som på den första bilden i tråden ha en tub runt snurran kommer undertrycket att dra med sig mer luft från omgivningen, med sänkt hastighet vilket återigen skapar en för ändamålet önskvärd impedansanpassning. Jag tvivlar dock på att man skulle vinna så mycket på det i en sådan konstruktion?

[deepforest]

Men mitt resonemang stämmer fortfarande på turboprop.

Nej. Turboprop är helt enkelt en turbinmotor som är nedväxlad och driver en propeller.
Det finns också motroterande propellrar på flygplan, men inga som har blad som står still som du menar.

[KennethE]

Det jag tänkte på är att montera propellern i ett rör, eller med ett kort rör monterat på propellern. Som alltså riktar om den luft bakåt som annars skulle ha slungats rakt ut av centrifugalkraften eftersom den sätts i rotation av propellern. Det ökar verkningsgraden kraftigt.

Inom modellflyget kallas det ducted fan har jag för mig och används där mest för skalamodeller av jetplan där man vill använda en vanlig glödstiftsmotor men vill få det at se ut som en jetmotor.

[Hjalmar]

Kul att få lära sig något om båtpropellrar!
Men för att återföra tråden till luften så är ju patentet från 1978 inte nån komprimering. Snarare tvärt om. Det är ju en diffusor där luften ska strömma in genom trattens lilla hål och ut genom det stora och skapa ett undertryck på baksidan. På så sätt får man fart på luften genom trattens centrum där ledskenor och propellern sitter.