Fyzika větrných elektráren a mlýnů

Slides:



Advertisements
Podobné prezentace
Přeměny energií Při volném pádu se gravitační potenciální energie mění na kinetickou energii tělesa. Při všech mechanických dějích se mění kinetická energie.
Advertisements

2.2. Dynamika hmotného bodu … Newtonovy zákony
KINETICKÁ TEORIE STAVBY LÁTEK.
Mechanika Dělení mechaniky Kinematika a dynamika
Mechanika kapalin a plynů
HYDROMECHANICKÉ PROCESY Proudění nenewtonských kapalin potrubím
Proudění tekutin Ustálené proudění (stacionární) – všechny částice se pohybují stejnou rychlostí Proudnice – trajektorie jednotlivých částic proudící tekutiny.
5. Práce, energie, výkon.
7. Mechanika tuhého tělesa
7.3 Elektrostatické pole ve vakuu Potenciál, napětí, elektrický dipól
Síly působící na tělesa ponořená v ideální tekutině...
Dynamika.
Konstrukce princip a provoz
Dynamika rotačního pohybu
Soustava částic a tuhé těleso
II. Statické elektrické pole v dielektriku
Radiální elektrostatické pole Coulombův zákon
Název školyIntegrovaná střední škola technická, Vysoké Mýto, Mládežnická 380 Číslo a název projektuCZ.1.07/1.5.00/ Inovace vzdělávacích metod EU.
VODNÍ TURBÍNA Šimon SRP 2. E.
ODPOROVÁ SÍLA …a související jevy.
24. ZÁKONY ZACHOVÁNÍ.
Stacionární a nestacionární difuse.
OBSAH PŘEDMĚTU FYZIKA Mgr. J. Urzová.
magnetické pole druh silového pole vzniká kolem: vodiče s proudem
PRÁCE V HOMOGENNÍM ELEKTRICKÉM POLI.
9. Hydrodynamika.
3. Mechanika tuhého tělesa … 3.2 Dynamika tuhého tělesa
Spalovací Turbína.
Mechanika kapalin a plynů
FI-08 Mechanika tekutin
Proudění vzduchu.
Šablona:III/2č. materiálu: VY_32_INOVACE_FYZ_366 Jméno autora:Mgr. Alena Krejčíková Třída/ročník:1. ročník Datum vytvoření: Výukový materiál.
Gravitační pole Pohyby těles v gravitačním poli
ELEKTRICKÝ POTENCIÁL ELEKTRICKÉ NAPĚTÍ.
Mechanika tuhého tělesa
Jméno: Miloslav Dušek Fakulta: Strojní Datum:
1. část Elektrické pole a elektrický náboj.
Rovnováha a rázy.
7.3 Elektrostatické pole ve vakuu Potenciál, napětí, elektrický dipól
Hydrodynamika Mgr. Kamil Kučera.
Dj j2 j1 Otáčivý pohyb - rotace Dj y x POZOR!
Mechanika tekutin Tekutiny Tekutost – vnitřní tření
Hydraulika podzemních vod
ELEKTŘINA A MAGNETISMUS 1. část Elektrické pole
Hydrodynamika ustálené proudění rychlost tekutiny se v žádném místě nemění je statické vektorové pole proudnice – čáry k nimž je rychlost neustále tečnou.
Fyzika pro lékařské a přírodovědné obory Ing. Petr VáchaZS – Mechanika tuhého tělesa.
Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace CZ.1.07/1.5.00/ Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková.
Proudění tekutin Částice tekutiny se pohybuje po trajektorii, která se nazývá proudnice.
Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti Spalovací motory Ing. Jan Hromádko, Ph.D. Témata cvičení.
Mechanika tuhého tělesa Kateřina Družbíková Seminář z fyziky 2008/2009.
Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_42_07 Název materiáluIdeální.
Zkvalitnění výuky na GSOŠ prostřednictvím inovace CZ.1.07/1.5.00/ Gymnázium a Střední odborná škola, Klášterec nad Ohří, Chomutovská 459, příspěvková.
Název SŠ: SŠ-COPT Uherský Brod Autor: Mgr. Anna Červinková Název prezentace (DUMu): 20. Hydrodynamika Název sady: Fyzika pro 1. ročník středních škol –
ESZS Přednáška č.12.
Navierovy-Stokesovy rovnice
Základy elektrotechniky Elektromagnetická indukce
Archimédův zákon rovnováha hydrostatická vztlaková síla: tíha kapaliny
Spalovací motory Témata cvičení
Střední průmyslová škola elektrotechnická a informačních technologií Brno Číslo a název projektu: CZ.1.07/1.5.00/ – Investice do vzdělání nesou.
Mechanika kontinua – Hookův zákon
Přípravný kurz Jan Zeman
Proudění kapalin a plynů
Hydrostatika Tlak ideální kapalina je nestlačitelná r = konst
změna tíhové potenciální energie = − práce tíhové síly
Otáčení a posunutí posunutí (translace)
Rotační kinetická energie
Proudění vzduchu.
MECHANIKA TUHÉHO TĚLESA
PRÁCE V HOMOGENNÍM ELEKTRICKÉM POLI.
E1 Přednáška č.7.
Transkript prezentace:

Fyzika větrných elektráren a mlýnů

komentář Alternativním zdrojům energie je věnována relativně velká mediální pozornost ze všech možných hledisek, ale o fyzikální podstatě funkce není dostupného zpravidla vůbec nic. Vzhledem k absenci tohoto pohledu vznikla tato prezentace jako případný zdroj inspirace pro učitele středních škol. Nepředpokládá se, že by byla použita přímo ve výuce. Tomu odpovídá zvolená náročnost, která se středoškolskou úrovni pouze volně koresponduje.

Využití energie větru dříve Větrný mlýn Kinderdijk, Netherlands, postaven kolem roku 1740

. Don Quijote bojuje s větrným mlýnem - kniha Miguel de Cervantes, ilustrace Gustave Doré

Využití energie větru nyní

Větrný park, video http://www.youtube.com/watch?v=LQxp6QTjgJg&feature=related

Havárie větrné turbíny Vestas http://www.youtube.com/watch?v=7nSB1SdVHqQ

Rozměry velké větrné turbíny

Tabulka parametrů velkých větrných turbín

tok energie větru

vrtule větrné turbíny vrtule Do větru s tokem energie W je postavena vrtule P průměr vrtule D která dává výkon P disk vrtule koeficient účinnosti (využitelnosti)

Modely větrné turbíny Větrná turbína typu „roura“ Předpoklady: Roura je velmi dlouhá tak, že proudění kolem vstupu nijak neovlivňuje proudění na výstupu a obráceně. Proud vycházející z roury je homogenní o tlaku rovnému tlaku okolnímu (mechanická rovnováha) turbínu nahradíme diskem, který odebírá vzduchu přes něj proudícímu rychlostí v energii. Předpokládáme homogenní proudění s tlakovou ztrátou Výkon je tedy W= ΔpSv

Větrná turbína typu „roura“ práce vzduchu na turbíně

Vypočtená využitelnost je mnohem nižší, než v praxi dosahované hodnoty, tento model je tedy neadekvátní.

práce vzduchu na turbíně co když tubus odděláme ? změní se proudění jak? změní se tlakový rozdíl

Jaké předpoklady o proudění jsou adekvátní? Proudění je laminární. Vzduch lze považovat za nestlačitelný Proudění je rotačně symetrické Proudění vzduchu prošlého turbínou je ve velké vzdálenosti za diskem homogenní a v mechanické rovnováze s okolním vzduchem. ( Pohybuje se pomaleji) Rozdíl toků kinetické energie vzduchu před a za turbínou je výkon na turbíně Rotačně symetrické proudění před a za diskem, je na disku „sešito“ tak, že rychlosti jsou spojité

práce vzduchu na turbíně

Rovnice kontinuity Předpokládáme, že proudění je nestlačitelné

práce vzduchu na turbíně Rovnice kontinuity vymezení objemu S S1

práce vzduchu na turbíně Rovnice kontinuity S S1 S2

Nestlačitelné stacionární potenciálové proudění splňuje Laplaceovu rovnici pro potenciál rychlostí. Pokud se mění rychlost proudění, pak je proudění divergentní nebo konvergentní a má tedy nenulové radiální složky proudění. Tomu odpovídající tlakové pole není v radiálním směru homogenní.

práce vzduchu na turbíně Rovnice kontinuity S S1

Charakter proudění disk vrtule a obalové proudnice vymezují dvě různé oblasti.

větrná vrtule otázky můžeme v tomto případě nahradit vrtuli diskem stejných vlastností jako pro vrtuli v trubce v tom smyslu, že tlakový rozdíl a rychlost je v celé ploše vrtule stejná?

práce vzduchu na turbíně Rovnice kontinuity S S1

tok kinetické energie plochou S1 výkon vzduchu na turbíně tok kinetické energie plochou S2 je roven rozdílu Rovnice kontinuity

tok hybnosti plochou S1 S S1 Síla působící na disk turbíny tok hybnosti plochou S2 je rovna rozdílu Rovnice kontinuity

ZZE ZZH

S tok výkonu plochou S1 P Síla působící na vrtuli turbíny tok výkonu plochou S2 Rovnice kontinuity

Tlakový spád nemůže být po celém disku stejný a na kraji musí být nulový.

Moment síly na hřídeli větrné turbíny a síla odporu větru

směr proudění z hlediska zvoleného elementu vrtule Vrtule ve větru směr proudění z hlediska zvoleného elementu vrtule osa rotace ≡ směr větru

Vrtule ve větru osa rotace ≡ směr větru

Vrtule ve větru osa rotace ≡ směr větru

Havárie větrné turbíny Vestas http://www.youtube.com/watch?v=7nSB1SdVHqQ