Diodo concentratore di vento...

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Diodo concentratore di vento...




da FALCON_12 » 30/12/22, 13:22

Buongiorno,

Recentemente ho scoperto questo concetto di "concentratore di vento" pensato da un ascendente di Charles Darwin: Erasmus Darwin. Si tratta di una torre traforata da fori che permettono al vento di entrare ma non di uscire (valvole di non ritorno). All'interno di una turbina eolica che fa girare il vento concentrato. Capisco che la potenza prodotta da una turbina eolica aumenta con il cubo della velocità del vento e l'idea è quindi forse interessante! Detto questo la mia specialità non è la meccanica dei fluidi e vorrei avere il parere di persone esperte su questo concentratore del vento che sembra un ponte di Graetz (raddrizzatore a diodi : Wink: )!

Un video mostra una realizzazione in miniatura qui:


E uno più grande qui:


Magari qualcuno ha già provato un sistema così completo o vuole farlo, sarò molto curioso di sapere se può davvero funzionare! : Wink:

Buone vacanze a tutti! : Lol:
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Re: Diodo concentratore a vento...




da FALCON_12 » 30/12/22, 14:39

Domanda sussidiaria: qualcuno conosce un software in grado di simulare (facilmente...) un tale sistema? (ho solidwork e mi chiedo se la simulazione Flow possa farlo con poche ore di acquisizione dell'operazione... :( )
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Re: Diodo concentratore a vento...




da izentrop » 31/12/22, 13:00

Le stronzate non bastano, serve una dimostrazione con misure reali.
Scusa ma c'è solo vento.
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Re: Diodo concentratore a vento...




da FALCON_12 » 14/01/23, 21:14

izentrop ha scritto:Le stronzate non bastano, serve una dimostrazione con misure reali.
Scusa ma c'è solo vento.



L'izentrop "c'è vento"! c'è davvero vento! ;)

Scherzi a parte da quello che ho capito, questo signore ci proverà, riporterò qui i risultati se ciò accade.
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Re: Diodo concentratore a vento...




da Remundo » 14/01/23, 21:36

FALCON_12 ha scritto: la potenza prodotta da una turbina eolica aumenta con il cubo della velocità del vento e l'idea è quindi forse interessante! Detto questo la mia specialità non è la meccanica dei fluidi e vorrei avere il parere di persone esperte su questo concentratore di vento che sembra un ponte di Graetz (raddrizzatore a diodi : Wink: )!

È vero, la potenza cinetica incidente del vento è 1/2 ro S v^3

dove S è la sezione in cui il vento scorre a velocità v.
ro è la densità.

Detto questo, incanalare il vento in una carenatura diminuendone la sezione non ne aumenta la potenza. In moto stazionario il prodotto ro x S xv è costante, così come la quantità di Bernoulli P / ro + v²/2

In realtà incanalare il vento è spesso una cattiva idea. Questo genera molta turbolenza aerodinamica e le perdite sono notevoli. Ciò aumenta anche la massa di una turbina eolica e le sollecitazioni meccaniche sul palo portante.

Le storie di valvole che si aprono e si chiudono; non va bene aerodinamicamente.
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Re: Diodo concentratore a vento...




da FALCON_12 » 14/01/23, 21:55

Remundo ha scritto:
È vero, la potenza cinetica incidente del vento è 1/2 ro S v^3

dove S è la sezione in cui il vento scorre a velocità v.
ro è la densità.

Detto questo, incanalare il vento in una carenatura diminuendone la sezione non ne aumenta la potenza.


Se canalizzando il vento aumenta V e P è proporzionale a V^3 perché P non aumenta?
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Re: Diodo concentratore a vento...




da Remundo » 14/01/23, 22:14

v non è l'unico criterio, la sezione varia per aumentare v, così come la pressione e la densità.

Hai 3 equazioni di conservazione

1) L'equazione di Bernoulli del fluido perfetto riflette il fatto che l'energia di una particella fluida si conserva.
P + rov²/2 = cte1.

2) conservazione del flusso di massa
ro x S xv = lato2

3) conservazione della potenza sull'asse del flusso tra 2 sezioni 1 e 2
1/2 ro1 S1 v1^3 = 1/2 ro2 S2 v2^3 = cte3

e ancora questo è sull'ipotesi di un fluido perfetto.


In pratica, la turbolenza e la viscosità degradano parte della potenza cinetica in calore.

Più si tenta di "manipolare" il flusso, minore è la potenza estraibile.

Tutti i test delle turbine eoliche rivestite sono stati inconcludenti.

Se conosci un po' le turbine idrauliche, il restringimento della sezione di un tubo non aumenta la potenza idraulica estraibile. E il restringimento del tubo induce perdite di pressione dovute alla viscosità.
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Re: Diodo concentratore a vento...




da Sebastian L » 14/01/23, 22:51

FALCON_12 ha scritto:
Remundo ha scritto:
È vero, la potenza cinetica incidente del vento è 1/2 ro S v^3

dove S è la sezione in cui il vento scorre a velocità v.
ro è la densità.

Detto questo, incanalare il vento in una carenatura diminuendone la sezione non ne aumenta la potenza.


Se canalizzando il vento aumenta V e P è proporzionale a V^3 perché P non aumenta?


No, per accelerare il vento che ha una massa è necessaria una pressione aggiuntiva, pressione che sarà superiore a quella che circonda la torre della valvola, il vento la aggirerà semplicemente cfr limite di beltz
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Re: Diodo concentratore a vento...




da FALCON_12 » 14/01/23, 23:19

SebastianL ha scritto:
FALCON_12 ha scritto:
Remundo ha scritto:
È vero, la potenza cinetica incidente del vento è 1/2 ro S v^3

dove S è la sezione in cui il vento scorre a velocità v.
ro è la densità.

Detto questo, incanalare il vento in una carenatura diminuendone la sezione non ne aumenta la potenza.


Se canalizzando il vento aumenta V e P è proporzionale a V^3 perché P non aumenta?


No, per accelerare il vento che ha una massa è necessaria una pressione aggiuntiva, pressione che sarà superiore a quella che circonda la torre della valvola, il vento la aggirerà semplicemente cfr limite di beltz



Hmmm.... immaginiamo che questa torre abbia una sezione quadrata e che il vento la incontri perpendicolarmente ad una delle sue facce laterali. Immaginiamo anche che sia 5 volte più alto che largo. Dietro la faccia impattata, sulla faccia simmetrica, si crea una depressione dovuta alla separazione dello strato d'aria (la sezione quadrata impedisce il flusso laminare). Puoi seguire questa colonna di depressione fino alla cima della torre e arrivare all'uscita della torre, proprio in cima. Lì l'aria esce e può unirsi alla colonna della depressione ritornando verso il basso. Si stabilisce quindi forse un flusso che entra dalle valvole, sale all'interno della torre e si unisce alla colonna di depressione per ritornare all'uguaglianza di pressioni e velocità in lontananza.

In questo schema la torre ha creato uno stacco, quindi una depressione che viene compensata dall'aria che assorbe e rigetta alla sua sommità. Si avrebbe quindi un flusso la cui velocità cresce con il rapporto Sout/Sin (Sin: superficie in elevazione della torre, Sout: superficie laterale di un profilo della torre). In questa ipotesi è forse controproducente aumentare le sfaccettature del suo poligono di sezione perché più è circolare, minore è l'effetto, più l'aria lo aggira senza molto distacco.

Bene, detto questo, una buona simulazione non si rifiuta!
Dernière édition par FALCON_12 il 14 / 01 / 23, 23: 35, 1 modificato una volta.
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Re: Diodo concentratore a vento...




da FALCON_12 » 14/01/23, 23:33

Remundo ha scritto:v non è l'unico criterio, la sezione varia per aumentare v, così come la pressione e la densità.

Tutti i test delle turbine eoliche rivestite sono stati inconcludenti.



- Vuoi dire, con queste equazioni, che è stato dimostrato formalmente che la concentrazione di flusso non poteva portare ad un aumento della potenza estratta e che in base a ciò tutti coloro che ci provavano perdevano? (e quindi nessun test di concentrazione del vento è mai stato conclusivo).

- O permetti che alcuni effetti collaterali invalidino questo e ammetti che ci sono situazioni in cui è stato osservato un aumento di potenza, anche piccolo? https://wind-energy.ucoz.com/
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