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!
. 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.
Транспортное средство. Это то, что использует энергию, чтобы двигаться, или это транспорт без двигателя?
Паромная переправа.
На тросах поперёк реки двигается, так пускай себе для движения энергию из потока берёт.
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!
. 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.