Вы здесь

Задание к лекции 4.4

5 сообщений / 0 новое
Последнее сообщение
Аватар пользователя Anastasiia Nazarova
Anastasiia Nazarova
Не в сети
Задание к лекции 4.4

Какое транспортное средство может быть использовано в качестве малой ГЭС. Придумайте решение и обоснуйте его.

Аватар пользователя elena
elena
Не в сети

Транспортное средство. Это то, что использует энергию, чтобы двигаться, или это транспорт без двигателя?

Аватар пользователя Вадим
Вадим
Не в сети

Паромная переправа.

На тросах поперёк реки двигается, так пускай себе для движения энергию из потока берёт.

Аватар пользователя ProLog
ProLog
Не в сети

Задание сформулировано расплывчато. На совсем понятно, то ли транспортное средство само должно вырабатывать электроэнергию в «обратном» режиме, то ли на нём отдельно установлена небольшая ГЭС?

Попробуем. разобраться...

В первом случае можно предположить, что в качестве турбины используем гребной винт судна. На транспортном средстве вместо «грязного» топливного движочка впихнём средненький «экологически чистый» генератор! Посмотрим, какие должны быть размеры винта в этой посудине. Раз это транспортное средство, то оно будет относиться к низконапорным ГЭС. Ну не таскать же плотину за собой в самом деле! Для подсчёта используем формулу к задаче 2.

Р=ρАv3η/2. Отсюда А=2Р/(ρv3η)

Не будем требовать многого от нашей задумки. Отнесём её к нано ГЭС с мощностью 1000 Вт.
Скорость течения в равнинной реке где-то 3-4 км/ч. Возьмём для удобства 3,6 км/ч, т.е. 1 м/с.
плотность речной воды около 1000 кг/м3. В задаче к главе 4 были указаны данные для грамотно спроектированного устройства. КПД установки 0,65, потери в генераторе 0,8, коэффициент мощности 0,8. При подсчёте итогового КПД все предыдущие перемножают. 0,65*0,8*0,8=0,416 (!).

Считаем: А=2*1000/(1000*1*0,416)=4,8 м2 (!). Это площадь!

Теперь диаметр:

D=кв.корень(4А/π)=2,47 м. Два с половиной метра для идеальной установки. Такой винт у сухогруза с водоизмещением около 10 000 тонн!

Сколько же выдаст винт диаметром 35 см?

А=3,14*0,35*0,35/4=0,096 м2 ,
Р=1000*0,096*1*0,416/2=19,968 Из жалости будем считать 20 Вт.

Это расчёт для сферической лошади в вакууме. На практике всё будет ещё сложнее и хуже.

Тут уместен вопрос: а почему именно винт? Почему не гребной колесо?
Ответ прост: у гребного колеса КПД раза в два ниже гребного винта. Собственно, поэтому от них отказались, как от движителей. А у нас задача транспортное средство превратить в ГЭС.

Ну а если это транспортное средство с энергетической установкой на борту, то тут можно установить хорошую турбину. Только высоких результатов вряд ли удастся добиться. Во-первых, из-за отсутствия плотины это низконапорная ГЭС. Во-вторых, из-за ограниченной площади судна, много установок  подвесить не удастся.

И последнее: на перемещение рыбацкой лодки «грязный» мотор согласен выдать скромные 3 лошадиные силы или около 2,2 кВт (это очень малый движочек). А при идеальной генерации его винт не сможет отнять у реки и 20 Вт энергии.

Понравился расчёт – поддержите! Нашли ошибку - укажите!

Аватар пользователя ЛАЛ
ЛАЛ
Не в сети

. Идея про винт лодки первая пришла в голову, но её уже заняли и очень хорошо просчитали.  Любое транспортное средство, где есть генератор. Ставьте соответствующий привод к турбине и передачу на колесо хотя бы автомашины, особенно эффективны электромобили, там можно привод делать на 4 колеса. Но возьмём простую "классику". Ставим её на плот, так, что задние колеса касаются воды, плот закрепляем на реке неподвижно. На колёса делаем лопасти из досок (кстати подобная конструкция была в одном из фильмов, только там машина крутила лопасти и двигала судно). Эффективность такой системы очень мала, будет работать только при больших расходах, большой площади лопастей, т.к. надо крутить и двигатель. Но теоретически она может работать.