Что такое vortex генератор

Что такое vortex генератор

Vortex Generator

В виду форы задней части крыши у Evo 7-9, в районе заднего стекла и антикрыла образуется зона завихрения (турбулентности) Эту проблему помогает решить Vortex Generator. Он выравнивает потоки превращая их в ламинарный поток и увеличивает прижимную силу. Ну и от части это круто выглядит

В переводе с английского Vortex generator – генератор вихревого потока, также известный как аэродинамический рассекатель. В аэродинамике, vortex generator (далее VG), представляет собой поверхность, состоящую из небольших выгибов или лопаток (похожих на плавник), треугольной или четырехугольной формы, которые создают вихревой поток. VG применяют на многих устройствах и во многих областях, но наибольшее распространение Vortex Generators получил в авиастроении.

Аэродинамические рассекатели используются для разделения и задержки встречного воздушного потока и аэродинамического срыва, таким образом, они улучшают эффективность работы крыльев (в самолётостроении) и рулевых поверхностей.

Принцип действия
Применительно к автомобилям, аэродинамические рассекатели создают сильные направленные вихревые потоки сзади транспортного средства, предотвращая срыв потоков воздуха (т.к. создают ламинарное обтекание) и предотвращая образование зоны повышенного давления.

Без рассекателей
На транспортном средстве, не оборудованном аэродинамическими рассекателями, во время движения в его задней части образуются турбулентные потоки воздуха, которые ухудшают устойчивость и управляемость авто на дороге, а также увеличивают его аэродинамическое сопротивление, повышая тем самым расход топлива.

С рассекателями
На транспортном средстве, с установленными аэродинамическими рассекателями, во время движения в его задней части образуется ламинарное обтекание воздухом, при котором зона разряжения сводится к минимуму, значительно увеличивается курсовую устойчивость и управляемость транспортного средства на дороге. Так же снижается коэффициент аэродинамического сопротивления и, соответственно, уменьшается расход топлива, загрязнение заднего стекла так же уменьшается.

Результаты испытаний и применение
Испытания показали улучшение аэродинамических характеристик в результате применения аэродинамических рассекателей. Результат использования будет ощутим при езде свыше 60 км/ч особенно в дождь или на пыльной дороге. Разумеется, устанавливать их имеет смысл не на все автомобили, так как максимальный эффект будет ощутим при езде на очень высоких скоростях. Вы наверняка знаете и видели такие автомобили как Subaru Impreza WRX STi и Mitsubishi Lancer Evolution. О них уже позаботились такие тюнинг-ателье как Voltex и Rexpeed, которые имеют серьезный подход и технологическую базу для создания аэродинамических обвесов прошедших множество испытаний.

Для количественной характеристики аэродинамического сопротивления используют следующую зависимость:

где: Р — плотность воздуха;
V — скорость относительного движения воздуха и машины;
FMID — площадь наибольшего поперечного сечения автомобиля (лобовая площадь);
CX — коэффициент лобового сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости).

Обратите внимание на то, что скорость в формуле стоит в квадрате, а это значит: при увеличении скорости движения транспортного средства в 2 раза, сила сопротивления воздуха увеличивается в 4 раза, а затраты мощности вырастают в 8 раз! И так далее в геометрической прогрессии. Поэтому при движении автомобиля в городском потоке аэродинамическое сопротивление автомобиля мало, на трассе же его значение достигает больших величин. А что говорить о гоночных болидах, движущихся со скоростями 300 км/час. В таких условиях практически вся вырабатываемая двигателем мощность тратиться на преодоление сопротивления воздуха. Причем за каждый лишний км/ч прироста максимальной скорости автомобиля приходится платить существенным увеличением его мощности или снижением CX. Так, например, работая над увеличением скоростных возможностей болидов, участвующих в кольцевых гонках Nascar, инженеры выяснили, что для увеличения максимальной скорости на 8 км/ч потребуется прирост мощности двигателя в 62 кВт! Или уменьшение СX на 15%.

Аэродинамическое сопротивление автомобиля обусловлено движением последнего с некоторой относительной скоростью в окружающей воздушной среде. Дело все в том, что уже при скорости движения 50-60 км/час сила лобового сопротивления (которую еще называют сопротивлением давления) превышает любую другую силу сопротивления движению автомобиля, а начиная с 80 км/час превосходит всех их вместе взятых.

От величины CX Вашего автомобиля в прямой зависимости находится количество расходуемого им топлива, а значит и денежная сумма оставляемая Вами у бензоколонки.

Благо, есть ряд деталей, применение которых позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление, коими и являются аэродинамические рассекатели.
Поэтому, даже незначительное, снижение аэродинамического сопротивления автомобиля сказывается многократно на экономии топлива и повышении курсовой устойчивости!

Теоретическое обоснование работы Рассекателей

На сегодняшний день величину силы аэродинамического сопротивления транспортного средства воздушному потоку возможно определить только экспериментально. Пока точных методик теоретического расчета этой величины нет.

Для расчета количественной характеристики аэродинамического сопротивления используют следующую зависимость:

Сx — коэффициент сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости);
p — плотность воздуха;
v — скорость автомобиля;
S — площадь наибольшего поперечного сечения автомобиля (лобовая площадь).

Скорость в формуле стоит в квадрате. Это значит, что при увеличении скорости движения транспортного средства в 2 раза, сила сопротивления воздуха увеличивается в 4 раза, а затраты мощности, необходимые на ее преодоление, вырастают в 8 раз! И так далее в геометрической прогрессии.

При скорости движения 50-60 км/ч сила сопротивления воздуха превышает любую другую силу сопротивления движению транспортного средства, а на скоростях свыше 80 км/ч превосходит их все вместе взятые.

Самая значительная часть всех аэродинамических потерь, до 60%, — сопротивление формы, т.е. кузова. Часто его называют лобовым сопротивлением.

Известно, что при езде двух формульных болидов друг за другом, уменьшается не только сопротивление движению заднего автомобиля, идущего в воздушном мешке, но и переднего, по измерениям в аэродинамической трубе на 27%. Происходит это вследствие частичного заполнения зоны пониженного давления и уменьшения разрежения за ним.

Сила лобового сопротивления возникает за счет разницы давлений воздуха, впереди и сзади автомобиля.

Механизм его возникновения следующий. При движении транспортного средства в окружающей воздушной среде в его передней части происходит сжатие набегающего потока воздуха. В результате чего здесь образуется область повышенного давления, а в задней части пониженного. Под влиянием разницы этих давлений струйки воздуха устремляются к задней части. Однако в некоторый момент они начинают отрываться от обтекаемой ими поверхности и в итоге окончательно срываются с кузова, образуя при этом хаотичные завихрения воздуха, увеличивающие аэродинамическое сопротивление транспортного средства.

Чем позже происходит срыв воздушного потока с обтекаемой поверхности, тем меньшей будет сила лобового сопротивления.

Аэродинамика влияет ни только на скоростные качества автомобиля и расход топлива. Она еще обеспечивает должный уровень курсовой устойчивости, управляемости и снижение шумов при движении.

Аэродинамические шумы, возникающие при движении автомобиля, свидетельствуют о его плохой аэродинамике или же о ее отсутствии вообще. Генерируются они за счет вибраций элементов кузова в моменты срыва воздушного потока с их поверхности. По наличию или отсутствию шумов на высоких скоростях можно определить степень проработки конструкции автомобиля в аэродинамическом смысле.

Даже незначительное снижение аэродинамического сопротивления автомобиля сказывается на его устойчивости, управляемости и общем расходе топлива!

Безлопастные ветрогенераторы

Технологическая стартап-компания Vortex Bladeless из Испании разработала метод выработки возобновляемой электроэнергии при помощи ветрогенераторов Skybrators, лишённых лопастей и сопряжённого с ними негативного воздействия на окружающую среду.

Огромные белые лопасти ветровых турбин принято считать неотъемлемым атрибутом ветроэнергетики, однако Давид Яньес и его небольшая команда компании Vortex Bladeless решила переосмыслить существующие технологии добычи электроэнергии из силы ветра. Испанцы предложили миру дизайн турбин Skybrators, которым не нужны лопасти, высокие башни ветрогенераторов и даже высокий среднегодовой уровень ветра.

Устройство

Внешний столб вибрирует от силы ветра, без ограничений в амплитуде. Его основание прочно зафиксировано в земле блоком в форме цилиндра. Устройство собрано с использованием смол, укрепленных углеродом и стекловолокном. Это обеспечивает высокую прочность без потери КПД. Конструкция ветрового устройства сильно отличается от обычного ветряка. Вместо привычной башни с лопастями есть только мачта из очень прочных и легких материалов.

Такая конструкция снижает издержки на производство и упрощает монтаж. Со стороны они отчасти напоминают автомобильную игрушку в виде собаки с качающейся головой: «турбина» едва заметно покачивается из стороны в сторону. В действительности же генерирование электроэнергии происходит за счёт аэродинамического эффекта вихреобразования. Устройство улавливает энергию ветра благодаря аэродинамике вихревого потока. Если углубляться в гидромеханику, то когда ветер проходит через мачту столба, поток видоизменяется в круговые вихри. Как только их частота становится ближе к частоте мачты, столб начинает колебаться и взаимодействовать с ветром. Это называется Вихревая Индуцированная Вибрация (VIV).

Как правило, в инженерном и архитектурном проектировании специалисты всячески избегают возникновения феномена VIV (Vortex Induced Vibration). Однако именно он обеспечивает эффективность дизайна ветрогенераторов Skybrators. Более того, их «мачты» спроектированы таким образом, чтобы достигать максимальной частоты вибраций при средней силе ветра. К тому же они способны легко адаптироваться к изменениям направления ветра и возникновению турбулентных потоков, которые нередко встречаются в городской среде. Обычные ветряные турбины с пропеллерами должны быть расположены далеко друг от друга, чтобы не мешать друг другу аэродинамически. Безлопастным ветрогенераторам не страшно влияние спутной струи. Более того, подобное взаимодействие может повысить эффективность «турбин» Skybrators.

По словам Давида Яньеса, его стартап не выступает против традиционных ветгрогенераторов. Он считает, что Skybrators могут восполнить пробелы ветроэнергетики, недоступные гигантам с лопастями. К примеру, подобные безлопастные устройства смогут преобразовывать энергию ветра в непосредственной близости от жилых зон, где размещение целой ветровой фермы не представляется возможным, а малое количество турбин будет неэффективным. В Vortex Bladeless считают, что безлопастные ветрогенераторы отлично уживутся в нише мелкомасштабных электростанций, которые обеспечивают энергией домашние хозяйства и небольшие производства. Главные достоинства технологии – уменьшение влияния ветроэнергетики на окружающую среду, минимальное изменение внешнего вида места установки подобных ветрогенераторов и сокращение расходов на их обслуживание. Имеющийся дизайн рассчитан на производство небольших объёмов электроэнергии, однако в будущем Vortex Bladeless также планируют создать промышленный вариант ветрогенераторов Skybrators высотой до 140 метров с энергетической мощностью до 1 мегаватта.

К 2030 году все дома в Великобритании будут работать на энергии ветра
Рынком для продажи турбин Skybrators могут стать такие страны как Великобритания. Руководство туманного Альбиона пообещало, что к 2030 году весь жилой сектор в стране будет обеспечиваться энергией ветра.

Премьер-министр Борис Джонсон планирует инвестировать 95 миллионов фунтов стерлингов (110,9 миллионов евро) в новые ветряные порты в Хамбере и Тиссайде. Комплексный проект он назвал «зеленой промышленной революцией».

А значит у ребят из Vortex Bladeless есть все шансы стать крупными промышленными игроками в Великобритании и не только в течение следующих нескольких десятилетий.

Безлопастной ветрогенератор. Устройство и принцип работы.

Безлопастной ветрогенератор

Здравствуйте, дорогие читатели! Сегодня узнаем, что такое безлопастной ветрогенератор, рассмотрим общее устройство и принцип работы, узнаем где применяется. И так…

У специалистов по альтернативной энергетике давно сформировался стереотип относительно того, как должны выглядеть правильные и эффективные ветрогенераторы. Такое положение дел вовсе не удивительно, ведь ветрогенераторы возводятся каждый год по всему миру, и это всегда огромные сооружения с лопастями, похожие на гигантские ветряные мельницы. А что до безлопастных ветрогенераторов, то к ним отношение, как правило, в среде альтернативщиков весьма и весьма скептическое.

Тем не менее разработчики новых решений не спешат останавливаться в своем энтузиазме. И вот, в 2015 году, испанская компания Vortex Bladeless предложила новый вариант и уже готовую модель решения, показывающую, как могут быть устроены ветрогенераторы, не уступающие по эффективности традиционным лопастным, однако превосходящие их как по безопасности, так и по экономичности производства и по возможностям установки.

Безлопастной ветрогенератор Vortex Bladeless

Компания Vortex Bladeless представила модель и рабочий макет принципиально нового ветрогенератора, совсем не похожего на обычные ветряки. Здесь нет вращающихся на ветру лопастей, и вообще не предусматриваются крупные вращающиеся части.

Генератор отнюдь не похож на ветряную мельницу, скорее он напоминает большую биту для бейсбола, установленную вертикально на ручку, и покачивающуюся под действием дующего на нее ветра. Но ведь ветер не всегда дует порывами, — может возразить кто-то, — и как же тогда будет раскачиваться эта гигантская бита, она же просто нагнется и так и будет неподвижно стоять словно дерево? На самом деле все совсем не так!

Принцип, по которому вертикальный безлопастной ветрогенератор станет покачиваться на ветру — не связан с порывами ветра. Принцип заключается в раскачивании вертикального генератора невидимыми вихрями воздуха, образующимися в форме цепочки позади цилиндрических объектов, обдуваемых газом или обтекаемых жидкостью в поперечном направлении.

Данный феномен был объяснен в далеком 1912 году американским физиком и специалистом по аэродинамике и воздухоплаванию Теодором фон Карманом. А явление образования цепочек вихрей вокруг обдуваемой газом или обтекаемой жидкостью, вертикальной оси назвали в честь ученого «дорожкой Кармана». Это явление и положено разработчиками в основу уникального безлопастного ветрогенератора.

Вихревая дорожка Кармана

Ветряной генератор от Vortex вдвое дешевле в производстве, чем лопастная турбина аналогичной мощности, а затраты на регулярное обслуживание меньше в пять раз! К тому же количество выделяемых парниковых газов на 40% ниже, работает генератор тише, и почти полностью безопасен для птиц и летучих мышей.

А что касается эффективности в целом, то вертикальные безлопастные генераторы можно будет устанавливать на меньшей площади и получать таким образом больше электроэнергии, чем от тех же лопастных ветрогенераторов, требующих огромных площадей дабы турбине было где размахнуться. Этот фактор крайне важен при возведении крупных ветряных электростанций, а вертикальных генераторов можно установить несколько, и близко друг к другу — электростанция получится более компактной.

Мало того, разработчики проверили аэродинамику системы из двух своих ветрогенераторов, когда один стоял позади другого, и оказалось, что тот который стоял сзади — раскачивался еще сильнее, ведь он повторно использовал вихри от первого.

Безлопастной ветрогенератор Vortex Bladeless

Авторы проекта уверены, что для частных домовладений будет достаточно небольших ветрогенераторов Mini высотой в 12,5 метров на номинальную мощность в 4 кВт, а основу крупных ветряных электростанций составят разрабатываемые модели Gran на 1 МВт каждый. Еще на начальном этапе исследований, в 2012 году, европейские инвесторы вложили в Vortex Bladeless порядка 1000000 евро, и по сей день проект представляется очень перспективным.

Установка безлопастного ветрогенератора

Конструктивно ветряк состоит из двух частей. Верхняя часть обладает неровной поверхностью, и именно она раскачивается и генерирует воздушные вихри дорожки Кармана вокруг себя. В неподвижной нижней части конструкции расположены элементы электрогенератора.

Установка спроектирована таким образом, чтобы раскачка происходила на резонансной частоте, совпадающей с частотой вихрей в образуемой дорожке Кармана. Так ветер раскачивает верхнюю часть ветряка, используя явление механического резонанса. И если раньше такой резонанс разрушал мосты и другие сооружения, то теперь он сможет генерировать электроэнергию, проявляя свой разрушительный потенциал более дружелюбно.

Сначала специалисты компании успешно протестировали прототипы на 2 кВт, рассчитанные на ветер, дующий со скоростью от 1,5 до 7 м/с; модели на 4 кВт рассчитаны на 3-15 м/с, и так возможно масштабирование вплоть до единиц мегаватт. Главные составные части будущих ветряных электростанций на новых генераторах — вертикальные генераторы Vortex Bladeless на 1 МВт, высотой 150 метров, из которых можно будет собрать огромную электростанцию необходимой мощности.

В основании подвижной части расположены два кольца отталкивающихся магнитов

Всех тонкостей разработчики, конечно, не раскрывают, однако кое-что известно. В основании подвижной части расположены два кольца отталкивающихся магнитов. Когда ветер нагибает структуру в одну сторону, магниты тянут в другую сторону, и эти небольшие нажимающие и выталкивающие движения как раз и способствуют проявлению кинетической энергии, возникающей в процессе кругового покачивания башни. Эта энергия затем преобразуется в электрическую при помощи линейного генератора переменного тока. Частота колебаний башни достигает 20 Гц.

Безлопастной ветрогенератор

Исследования продолжались долго, и на различных этапах устройство непрерывно совершенствовалось. Более 200 моделей было изготовлено, и каждая из них была испытана разработчиками в аэродинамической трубе. Чтобы геометрия мачты наконец позволила бы собирать столько энергии ветра, сколько максимально возможно, и чтобы собственная частота мачты Vortex Bladeless могла бы изменяться, дабы подстраиваться в резонанс с дорожкой Кармана.

Как устроен генератор Vortex Bladeless

Основная идея

Vortex Bladeless – это генератор, который работает за счет вибраций, возникающих в момент, когда ветряной поток проходит вдоль поверхности устройства, создавая аэроупругие колебательные движения на его поверхности. Генератор напоминает высокий столб обтекаемой формы с цилиндром в земле.

В отличие от классической ветряной мельницы у него нет лопастей. Под воздействием ветра, мачта колеблется, пружинит из стороны в сторону, благодаря чему производится энергия. Другими словами, это ветряное устройство – вовсе не турбина. Вихревые ветрогенераторы больше похожи на солнечные панели, нежели на обычные ветровые электростанции, они так же просты и экономичны.

Проект финансируется Европейским Союзом, Программой Инноваций Horizon 2020.

Устройство

Внешний столб вибрирует от силы ветра, без ограничений в амплитуде. Его основание прочно зафиксировано в зеле блоком в форме цилиндра. Устройство собрано с использованием смол, укрепленных углеродом и стекловолокном. Это обеспечивает высокую прочность без потери КПД.

Конструкция ветрового устройства сильно отличается от обычного ветряка. Вместо привычной башни с лопастями есть только мачта из очень прочных и легких материалов.

Такая конструкция снижает издержки на производство и упрощает монтаж.

Преобразование энергии

Устройство улавливает энергию ветра благодаря аэродинамике вихревого потока. Если углубляться в гидромеханику, то когда ветер проходит через мачту столба, поток видоизменяется в круговые вихри. Как только их частота становится ближе к частоте мачты, столб начинает колебаться и взаимодействовать с ветром. Это называется Вихревая Индуцированная Вибрация (VIV).

Гидродинамика Vortex Technology

В структурной инженерии, аэронавтике и архитектуре стараются избежать вихревой индуцированной вибрации (VIV). Турбины Vortex же, напротив, улавливают и увеличивают энергию от колебаний и аэродинамической нестабильности. Форма мачты устройства специально разработана для достижения максимальной производительности при средних скоростях ветра. В обычных городских условиях она способна очень быстро адаптироваться к изменениям направления ветра и колебаний потоков воздуха.

Проблема обычных ветрогенераторов в том, что их приходится устанавливать далеко друг от друга, поскольку мешают потоки нисходящего ветра, которые создают «эффект пробуждения» для запуска. Vortex лишены этих проблем: для нормальной работы мачты требуется свободная площадь, радиус которой составляет половину от высоты устройства. Вокруг обычных ветряков требуется пространство длиной больше его высоты в пять раз.

Специально разработано для потребительского рынка

Генератор переменного тока

Сейчас Vortex создаёт электричество с помощью катушек и магнитов, приспособленных к динамике ветрового вихря. Без шестерёнок, валиков или каких-либо вращающихся частей, оставаясь при этом «малой ветряной турбиной».

Генераторы переменного тока – уже известная технология, но Vortex её усовершенствовал и запатентовал. Такая конструкция устраняет необходимость в смазке и позволяет сократить объемы технического обслуживания.

Настройка частоты

Частота производительности Vortex пропорциональна скорости ветрового потока, но каждое устройство имеет собственную частоту колебаний. Чтобы уравнять частоту ветра с собственной частотой каждого устройства, вы должны изменить массу тела (чем больше масса, тем меньше собственная частота) и жесткость (чем больше жесткость, тем выше частоты), среди ряда других показателей.

Следовательно, вам потребуются сложные механизмы для изменения собственной частоты одного устройства. Для решения данной задачи мы предусмотрели систему удержания на магнитах, которые увеличивают жесткость мачты в зависимости от степени её изгиба. Степень сгибания увеличивается по мере усиления ветра. Мы называем это «регулировкой».

Таким образом, запатентованная система Vortex получает электроэнергию, самораспределяя нужные изменения конструкции для взаимодействия с потоком ветра, что позволяет без усилий захватывать более широкий диапазон скоростей ветра, с начальной скоростью от 3 м/с. Без какого-либо механического или ручного вмешательства. Таким образом точка блокировки аэрогенератора расширяется.

Вихревой эффект Фон Кармана

Эффект вихревых дорожек Vortex Street или Vortex Shedding впервые описал гений аэронавтики Теодор фон Карман в 1911году. Эффект создается боковыми силами ветра на объекте, погруженном в ламинарный поток, из-за чего возникают кольцевые вихри, а это может стать инженерной проблемой для тонких конструкций – мачт, башен и дымоходов. Как пример, разрушение узкого моста в Такоме в 1940 году, США.

Vortex успешно подстраивает частоту устройства, чтобы взаимодействовать с частотами ветра в широком диапазоне скоростей ветра

Понимание колебаний

Идея Vortex заключается в использовании одной и той же силы для производства энергии. Колеблясь, система использует энергию движения в качестве обычного генератора.

Вы найдете много примеров эффекта Vortex Shedding в повседневной жизни. Используя различные физические явления, Команда Vortex создала множество вычислительных моделей, которые показывают правильное создание формы и параметров для развития и повышения эффективности таких проектов.

Вычислительное моделирование

Принцип улавливания энергии вихрей ветрового потока (VIV, Вихревая Индуцированная Вибрация) – это 3D-феномен. А поскольку наша технология нова, мы должны создавать новые модели и подтверждать их эффективность. 3D-моделирование основано на числе Рейнольдса, важной безразмерной величине в гидромеханике, а она используется, чтобы помочь предсказать направление потоков воздуха в различных ситуациях потока жидкости.

Мы прилагаем все свои усилия чтобы найти лучший способ достижения результатов исходя из доступного количества ресурсов и времени. Используем программное обеспечение Altair, также сотрудничаем с Суперкомпьютерным центром Барселоны, используя их вычислительные мощности.

Технология защищена во всем мире 6 различными патентными семействами.

Основные функции

МАТЕРИАЛЫ И СРОК СЛУЖБЫ

Поддерживание разных уровней нагрузки при переменных скоростях ветра предъявляет высокие требования к запчастям. Выхревые устройства полностью исключают механические элементы, которые могут изнашиваться из-за трения. Это исключает затраты на техобслуживание. Vortex построено из полимеров углеродного волокна, пластмассы, стали, неодима и меди, — износ которых приходит далеко после срока эксплуатации ветровой башни.

Долговечность

Конечно, страховки от изнашиваемости любой турбины нет. Под большими нагрузкам и изгибами от колебаний, материал со временем может рушится, но Vortex уделила этому вопросу особое внимание.
Углеродный стержень рассчитан на максимальную амплитуду 2,7º, при ней материал лишь минимально деформируется. После вычислений, мы проанализировали и выбрали лучший материал, который принесёт огромный срок службы.

Эффективность затрат

Бюджетность – одно из ключевых преимуществ Vortex. Мы сделали стоимость производимой электроэнергии доступной, чтобы быстрее окупить инвестиции.

Это делает нашу технологию конкурентоспособной не только в сравнении с альтернативными или возобновляемыми источниками энергии, но даже по сравнению с традиционными технологиями.

Простой лаконичный дизайн, не требующий большого количества механизмов и материалов, тоже способствует сокращению денежных расходов. Легкий вес и центр тяжести, расположенный близко к земле, снижает требования к фундаменту и облегчая установку. Таким образом, избавляет от нужды в дорогостоящих комплектующих, в отличие от традиционных ветрогенераторов.

Vortex сотрудничает с неправительственными организациями, университетами и ведущими научно-исследовательскими центрами по всему миру.

Потенциал линейки

Vortex занимает до 30% рабочей площади обычного 3-лопастного ветряка с такой же высотой. При преобразовании энергии ветра, выработка электроэнергии пропорциональна площади диаметра лопастей. Следовательно, мы можем сказать, что Vortex вырабатывает меньше электроэнергии. С другой стороны, меньшая площадь позволяет устанавливать на одной и той же поверхности больше устройств Vortex, компенсируя энергоэффективность за счет экономии пространства и установки более дешевого оборудования.

Ориентировочная номинальная мощность Vortex Tacoma (2,75 м) составляет 100 Вт. Преимущества системы:

• принимает потоки ветра с любой стороны/направления;
• отсутствие силы сопротивления;
• устройство запускается и выключается само, без нужды в механических тормозах;
• нисходящие потоки ветра не влияют на энергоэффективность благодаря отсутствию лопастей;
• производит электроэнергию даже от слабых ветров;
• почти бесшумная работа.

Адаптация к атмосфере

В условиях города потоки ветра очень беспорядочны, что создает ряд проблем для обычных ветряков. Кроме того, из-за нисходящих потоков ветра работа обычных ветряных мельниц вызывает проблемы при установке нескольких агрегатов в одном месте, если не соблюдать достаточное расстояние между ними.

Вихревые ветрогенераторы проще использовать из-за круговой всенаправленности устройства. Vortex очень быстро адаптируется к изменениям направления и интенсивности ветра, независимо от турбулентности.

Низкая стоимость, простота установки и дешевое обслуживание. Подключи свой вихрь!

Экологичность

Вихревые турбины – «более зеленая» альтернатива ветряным мельницам. Хотя необходим более тщательный анализ выбросов углекислого газа, уже очевидно, что вихревая энергия ветра обеспечивает дополнительные преимущества с точки зрения окружающей среды. Vortex Bladeless – это умное решение для генерации чистой энергии. Устройство можно установить во дворе или даже на крыше дома. Оно может работать в составе единой системы из нескольких устройств, в одиночку и в паре с солнечными панелями.

Воздействие на окружающую среду

Простая конструкция и легкий вес позволяют сократить необходимое количество материалов для производства вихревой турбины. При этом упрощается производственный процесс.

Отсутствие смазочных материалов – отсутствие отходов!

Остаточный вес Vortex Tacoma после промышленной переработки – менее 15 кг. При правильной установке в земле и калибровке устройства оно будет абсолютно бесшумным. Помехи для радиосигналов практически отсутствуют.

Воздействие на дикую природу

Хотя небольшие ветряные турбины, как правило, не представляют серьезной проблемы для местной фауны. Конструкция Vortex позволит птицам и летучим мышам легко избегать их во время полета.

ru.knowledgr.com

Вихревые генераторы Micro Dynamics Aftermarket установлены на крыле Cessna 182K

Sketch описывает, как генераторы вортекса улучшают характеристики потока 1967 Модель Cessna 182K в полете, показывая послепродажные генераторы вортекса на передней кромке крыла TA-4SU Super Skyhawk, показывая ряд генераторов вортекса на слятсах опущенной передней кромки.

Вихревой генератор (VG) — аэродинамическое устройство, небольшой лопасти, обычно прикрепляемой к подъемной поверхности (или аэродинамической поверхности, такой как крыло самолета) или ротору ветровой турбины. VG также могут быть прикреплены к некоторой части аэродинамичного транспортного средства, такого как авиационный элемент или кар. Когда аэродинамический профиль или корпус находится в движении относительно воздуха, VG создает вихрь, который, часть медленно движущегося пограничного слоя в контакте с поверхностью аэродинамического профиля, задерживает локальное разделение потока и аэродинамическую укладку, тем самым улучшая эффективность и эффективность крыльев, таких как румяные элементы, и рычажья.

Способ работы

Генераторы Vortex чаще всего используются для задержки разделения потоков. Для сопровождения этого они часто размещаются на внешних пространствах транспортных средств и ветряных турбин. Как на самолете, так и на ветровой турбине des они обычно устанавливаются довольно близко к передней кромке аэрофояла для того, чтобы поддерживать струйный воздушный поток над управляющими у краевой кромки. VG, как правило, являются ректангулярными или триангулярными, примерно такими же высокими, как локальный пограничный слой, и пролегают в строках, обычно вблизи самой большой части крыла. Их можно увидеть на крыльях и вертикальных хвостах многих лайнеров.

Вихревые генераторы непрозрачно, так что они имеют угол атаки по отношению к локальному воздушному потоку, чтобы создать вихрь, который вытягивает энергичный, быстро перемещающийся наружный воздух в медленно движущийся граничный слой в контакте с поверхностью. Турбулентный граничный слой с меньшей вероятностью отделяется, чем ламинарный, и, следовательно, является желательным для обеспечения эффективности управления краями пространств. Генераторы Vortex используются для этого перехода. Другие устройства, такие как вортилоны, удлинители передней кромки и манжеты передней кромки, также задерживают разделение потока при высоких углах атаки путем повторного возбуждения пограничного слоя.

Примерами самолетов, которые используют VG, являются ST Aerospace A-4SU Super Skyhawk и Symphony SA-160. Для трансзвуковых конструкций со стреловидными крыльями VG создают потенциальные проблемы, связанные с ударом (например, Harrier, BlackbingBuccan , ster Javelin).

Установка Aftermarket

Многие летательные аппараты несут вихревые генераторы лопастей с момента изготовления, но есть и суппорты Aftermarket, которые продают комплекты VG для улучшения характеристик STOL некоторых легких летательных аппаратов. Для самодельных и эмпирических кухонь VG являются дешевыми, экономически эффективными и могут быть установлены быстро; но для установки самолётов затраты на сертификацию могут быть высокими, что делает сертификацию относительно дорогим процессом.

Владельцы подходят VG aftermarket в первую очередь для получения преимуществ при низких скоростях, но недостатком является то, что такие VG могут немного снизить скорость круиза. В испытаниях, выполненных на Cessna 182 и Piper PA-28-235 Cherokee, независимые реверсы задокументировали потерю крейсерской скорости от 5 до 0 кн. Однако эти потери относительно незначительны, так как крыло самолета на высокой скорости имеет небольшой угол атаки, тем самым уменьшая тягу VG до минимума.

Владельцы сообщили, что на земле может быть труднее очистить снег и лед от крыльев мест с помощью VG, чем от гладкого крыла, но VG, как правило, не склонны к проникновению света, поскольку они находятся в пределах пограничного слоя воздушного потока. VG также могут иметь острые кромки, которые могут разрывать с крышек пневматической рамы и, таким образом, могут требовать изготовления специальных крышек.

Для двухмоторных самолетов производители утверждают, что VG снижают скорость управления одним двигателем (Vmca), увеличивают нулевой вес топлива и брутто, улучшают эффективность элеронов и руля направления, обеспечивают более плавную езду по турбулентности и делают самолет более устойчивой приборной платформой.

Увеличение максимального взлётного веса

Некоторые комплекты VG, доступные для легких двухдвигательных самолетов, могут позволить увеличить максимальный взлет. Максимальный взлётный вес двухдвигательного самолета определяется конструктивными требованиями и требованиями к характеристикам однодвигательного двигателя, а не требованиями к конструкционным характеристикам.

В США с 1945 по 1991 год требование к одномоторному неработающему мб для многомоторных самолетов с максимальной взлётной массой 6000 фунтов или менее было следующим: где — скорость остановки в посадочной конфигурации в милях в час.

Установка вихревых генераторов, как правило, может привести к снижению скорости буксирования самолета и, следовательно, к снижению требуемой производительности одного двигателя. Снижение требования к производительности мб. позволяет увеличить максимальный взлётный вес, по крайней мере, до максимального веса, разрешенного конструктивными требованиями. Увеличение максимального веса, разрешенного конструктивными требованиями, обычно может быть достигнуто путем определения максимального нулевого веса топлива или, если максимальный нулевой вес топлива уже указан в качестве максимального веса топлива.

Требование об одномоторном неработающем расходе mb не применяется к одномоторным самолетам, поэтому нагрузки при максимальном взлётном весе (исходя из скорости остановки или конструктивных соображений) менее значительны по сравнению с обоями 1945 — 1991 годов.

После 1991 года требования к летной годности очистке в США определяют требование к одномоторному неработающему mb в качестве градиента, не зависящего от скорости остановки, поэтому у вихревых генераторов меньше возможностей для увеличения максимального взлётного веса многомоторных воздушных самолетов, основой которых является FAR 23 в поправке 23-42 или выше.

Максимальная посадочная масса

Поскольку посадочные большинства легких летательных аппаратов определяются конструктивными соображениями, а не скоростью остановки, большинство комплектов VG увеличивают только взлетный вес и посадочный вес. Любое увеличение посадочного веса потребует либо конструктивной, либо повторного испытания летательного аппарата при более высоком посадочном весе, чтобы продемонстрировать, что требования к выравниванию по-прежнему соблюдаются.

Снижение шума самолета

Генераторы Vortex использовались на нижней стороне крыла самолета семейства Airbus A320 для снижения шума, создаваемого воздушным потоком через кольцевые отверстия выравнивания давления для топливных баков. Thansa утверждает, что таким образом может быть достигнуто снижение шума до 2 дБ.

Что такое vortex генератор

Зарабатываю $ на см3, надоели газонокосилки

Группа:
Технический Маньяк
Сообщений: 1028
Регистрация: 19.2.2009
Из: Симферополь
Вне форума
Авто: L200 2.5 DI-D AT Sportero

По нашему, по русски, это аэродинамический рассекатель. Дословный перевод с английского — вихревой генератор.

Принцип действия

Рассекатели создают сильные направленные завихрения воздуха сзади транспортного средства, предотвращая срыв потоков воздуха и образование зоны пониженного давления.

Без рассекателей

На любом автомобиле, не оборудованным аэродинамическими рассекателями, во время движения в задней части образуются турбулентные потоки, которые «придерживают» и приподнимают ее, а также ухудшают устойчивость автомобиля на дороге, увеличивают его аэродинамическое сопротивление и соответственно повышая расход топлива.

С рассекателями

Установленные на автомобиле аэродинамические рассекатели сводят к минимуму зону пониженного давления (зону разряженности) в задней части транспортного средства, предотвращая загрязнение стекла заднего вида во время движения, повышая курсовую устойчивость и снижая коофициент аэродинамического сопротивления корпуса автомобиля, уменьшая тем самым расход топлива.

Для инфы:

Для количественной характеристики аэродинамического сопротивления используют следующую зависимость:

где: Р — плотность воздуха;
V — скорость относительного движения воздуха и машины;
FMID — площадь наибольшего поперечного сечения автомобиля (лобовая площадь);
CX — коэффициент лобового сопротивления воздуха (коэффициент обтекаемости).

Обратите внимание на то, что скорость в формуле стоит в квадрате, а это значит: при увеличении скорости движения транспортного средства в 2 раза, сила сопротивления воздуха увеличивается в 4 раза, а затраты мощности вырастают в 8 раз. И так далее в геометрической прогрессии. Поэтому при движении автомобиля в городском потоке аэродинамическое сопротивление автомобиля мало, на трассе же его значение достигает больших величин. А что говорить о гоночных болидах, движущихся со скоростями 300 км/час. В таких условиях практически вся вырабатываемая двигателем мощность тратиться на преодоление сопротивления воздуха. Причем за каждый лишний км/ч прироста максимальной скорости автомобиля приходится платить существенным увеличением его мощности или снижением CX. Так, например, работая над увеличением скоростных возможностей болидов, участвующих в кольцевых гонках Nascar, инженеры выяснили, что для увеличения максимальной скорости на 8 км/ч потребуется прирост мощности двигателя в 62 кВт! Или уменьшение СX на 15%.

Аэродинамическое сопротивление автомобиля обусловлено движением последнего с некоторой относительной скоростью в окружающей воздушной среде. Дело все в том, что уже при скорости движения 50-60 км/час сила лобового сопротивления (которую еще называют сопротивлением давления) превышает любую другую силу сопротивления движению автомобиля, а начиная с 80 км/час превосходит всех их вместе взятых.

От величины CX Вашего автомобиля в прямой зависимости находится количество расходуемого им топлива, а значит и денежная сумма оставляемая Вами у бензоколонки.

Благо, есть ряд деталей, применение которых позволяет уменьшить аэродинамическое сопротивление, коими и являются аэродинамические рассекатели.
Поэтому, даже незначительное, снижение аэродинамического сопротивления автомобиля сказывается многократно на экономии топлива и повышении курсовой устойчивости!

Результаты испытаний.

Во всех случаях результаты испытаний показали улучшение аэродинамического обтекания автомобиля и упорядочивание воздушных потоков в его задней части. Что в свою очередь дает все выше перечисленные эффекты от применения аэродинамических рассекателей.
Аэродинамические рассекатели замечательно работают на всех скоростях выше 30 км/ч Улучшение аэродинамики на машине будет хорошо заметно при езде в дождь или по пыльной дороге на скорости 60 км/ч и выше.

По материалам «Проект Мастерской Разумных Решений тм»[/size]

Был куплен вот такой набор из 10шт. Материал-ABC пластик, окрашены в чёрный цвет, можно купить загрунтованные под покраску. Был упакован в блистер + подробная, понятная, схематическая инструкция + лекало с транспортиром + 3M скотч уже выбитый под каждый гребешок.
Сам генератор

Лекало с угломером (2шт) т.к. каждый гребень ставится под определённым углом
0 5 10 15 15 :15 15 10 5 0 градусов

Процесс установки очень прост, главное правильно разметить крышу авто) Нам нужны 2 линии: продольный центр (делит крышу на лево и право) и поперечный центр для ориентировки гребней. Гребни ставятся ближе к заднему срезу крыши, длина гребня 80мм. Для них мы подготовили полосу шириной 100мм с поперечным центорм в 50мм. Относительно этой линии и выставляется угол установки гребня.
Установка начинается от средины крыши. Оба лекала ориентируются параллельно центру крыши а гребни по поперечной оси, затем выставляется угол 15гр и гребешки клеются. Так повторяется для каждого гребня с учётом градуса.

Конечный результат

Источник: nevinka-info.ru