Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
1

Почему у современных ветряков три узких лопасти, а у мельницы - 4 широких?

il63 [73.6K] 1 неделю назад

2

Краткие пояснения по многочисленным комментариям.

Есть очень много взаимозависимых факторов, влияющих на выбор формы, размера, числа лопастей, их угла наклона, мощности используемого генератора, требуемой скорости вращения, параметров редуктора, нужного КПД и суммарной мощности, и т.д. Детальные вычисления можно найти в литературе и на некоторых сайтах.

Кратко про двух- и трехлопастные пропеллеры. Если мы имеем 30 дорогих лопастей, то можно сделать либо 15 двухлопастных генераторов, либо 10 трехлопастных. Суммарная мощность первых будет несколько больше, чем вторых, но за исключением самих лопастей все-таки понадобится на 50% больше всех прочих компонентов. С учетом всех возможных обстоятельств получается, что трехлопастной вариант оказался в конечном счете предпочтительнее.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
il63 [73.6K]
+1, а если сделать из тех же 30 пять шестилопастных?  1 неделю назад
Грустный Роджер [154K]
"Суммарная мощность первых будет несколько больше, чем вторых" - почему? Ведь отнимаемая от ветра мощность определяется взаимодействием лопасти и ветра. Стало быть, зависит только от количества лопастей, но не от того, как именно они распределены... Или нет?  1 неделю назад
Barmaglot [879]
Трудно объяснить в нескольких предложениях сложную взаимосвязь десятков разных факторов, влияющих на эффективность разных пропеллеров. Совсем вкратце: КПД одной лопасти уменьшается с увеличением числа лопастей. При разгоне до рабочей скорости вращения много лопастей оказывают тормозящий эффект из-за "трения лопастей о воздух при вращении".
С другой стороны, много лопастей легче реагируют на слабый ветер, и помогают начальному разгону пропеллера.
Учет взаимодействия этих и многих других факторов доказал, что оптимальными по производительности являются пропеллеры от одной лопасти (с противовесом) до трех лопастей - в разных погодных условиях один из них является лучше всех остальных. Наиболее распространёнными оказались трехлопастные пропеллеры, несколько меньше - двухлопастные, и еще меньше - однолопастные. Все другие количества лопастей применяются для электрогенерации значительно реже, хотя в принципе - они тоже работоспособны. На менее эффективны.
 1 неделю назад
комментировать
1

Есть одна гипотеза, но не знаю, насколько она правдоподобна.

Сравните силуэты ветряной мельницы - и опорной мачты ветровой установки. Широкая и приземистая мельница - против высокой и тонкой мачты. А ведь оная опора подвержена действию изгибающего момента, и немаленького. Не штука догадаться, что для тонкой опоры возникающие в материале напряжения куда выше, чем в широкой мельнице (даже при одинаковом моменте - а ведь для высокой мачты он больше, чем для низкой мельницы). И "лишние" лопасти создавали бы уже опасное для всей конструкции усилие изгиба, которое потребовало бы более широкой, а значит, более дорогостоящей и менее технологичной опоры.

Так что три лопасти - это своего рода компромисс между прочностью конструкции (=стоимостью установки) и снимаемой мощностью (=эффективностью использования ветра).

il63 [73.6K]
Похоже на правду. Но есть ли в сети такое объяснение специалистов?  1 неделю назад
Грустный Роджер [154K]
Не знаю. А искать лень...  1 неделю назад
il63 [73.6K]
Жалко. Хотя говорят, что лень - двигатель прогресса. Цитата: "Ученые доказали, что лень является признаком высокого интеллекта... Ученые из США установили, что лень свидетельствует о высоком уровне IQ, пишет The Independent со ссылкой на Journal of Health Psychology". Источник: https://ria.ru/science/20160808/1473887286.html  1 неделю назад
комментировать
0

Технологически проще сделать пропеллер с четырьмя лопастями - так и делали на мельницах, с помощью одного только топора.

Три лопасти были рассчитаны "по науке". Они дают оптимальное соотношение цена/сила тяги, поскольку стоимость больших лопастей из композитов и проч. намного больше, чем цена всего остального. Четыре лопасти на 30% дороже трёх, а мощность повышается совсем ненамного.

il63 [73.6K]
А почему они такие узкие? Ведь на широкие ветер должен сильнее оказывать давление. Кстати, если мощность повышается ненамного, а цена растет сильно, тогда почему не делают с двумя лопастями - как у некоторых самолетов? А пропеллер винта современного транспортного самолёта A400M вообще с восемью лопастями! И тоже, наверное, металл дорогой, ведь от него зависит жизнь людей.  1 неделю назад
Грустный Роджер [154K]
Пропеллеры у самолётов уже давно не делают из металла. В основном это композитные материалы.
А вот почему у ветровых станций три лопасти, а не 6 (хотя бы), - для меня тоже загадка... Единственное приходящее в голову объяснение - утойчивость опорной мачты. Больше лопастей - больше и изгибающее усилие, а значит, и риск опрокидывания опоры.
 1 неделю назад
smog2605 [9.9K]
Увеличение площади лопастей, увеличит крутящий момент. А для такого размера генератора хватает и такой. Увеличивать мощность генератора, по всей видимости не рентабельно. Что легче построить, 10 маленьких пирамид или одну Хеопса?  1 неделю назад
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
Быстрая регистрация
OpenID