Tavana monte edilen güneş panellerinin önüne bir rüzgar saptırıcısı eklemek bir RV üzerindeki sürüklemeyi nasıl etkiler?

10

Güneş panellerini bir eğlence aracının (RV) üzerine monte ediyorum. Sürüklemeyi azaltmak için, düz panele çarpmadan ve montajlardan önce rüzgarı saptırmak için panellerin önünde küçük bir rampa yapmayı planlıyordum. İşte kaba bir taslak (kırmızı parantez, siyah panel, mor rampa):

Güneş paneli

Birisi bana saptırıcı / rampa koymamış olsaydım bu şekilde yapsaydım DAHA FAZLA sürükleme olacağını söyledi. Bir rampa koyarak ve hiç bir rampa olmadan kaçınılması sürükle arasında ÇOK KÜÇÜK fark olsa bile işi yapacağım, ancak sürüklemeyi Artırırsa kesinlikle yapmak istemiyorum.

Panelin altındaki alanın minimum olacağını düşünüyorum. Onları mümkün olduğunca çatıya yaklaştırmaya çalışacağım. Paneller yaklaşık 2 inç kalınlığındadır ve arasındaki boşluk kabaca 1 / 4-1 / 2 inç olacaktır.

Panelin önüne bir rampa eklemek aracın sürüklenmesini nasıl etkiler? Artar mı, azalır mı yoksa aynı kalır mı?

— annesinin terkettiği elde büyütülmüş
kaynak

3

Sadece bir düşünce, esnek güneş panelleri de ilginizi çekebilir. engineering.stackexchange.com/questions/649/…

— Mahendra Gunawardena

1

Bakmak için emin olun Dan referans - Ben olarak değerlendirirsiniz muhtemelen şimdiye kadar gördüğüm o araç aerodinamik en iyi pratik bir yorum. [Daha iyisini bilen biri varsa, lütfen bizimle paylaşın.]

— Russell McMahon

9

Yaptığınız şey sağlam ve Russell McMahon'un belirttiği gibi, verimlilik kazanımları değişikliği haklı çıkaracak kadar önemli olabilir.

Arka kenara da bir rampa eklemeyi düşünmenizi şiddetle tavsiye ederim. Sürükleme kuvveti, bir karoserin aşağı akış (arka) ucuna da çok duyarlıdır. Aracın önünde bir miktar pozitif basınç elde edersiniz, ancak arkada da güçlü bir negatif basınç elde edersiniz. Bu, türbülans ve akış ayrılmasının gelişmesiyle çok daha kötü hale gelir.

Kavramsal olarak, yapmak istediğiniz şey, negatif basıncın uygulandığı alanı azaltmak için arka uçtaki kesiti azaltmaktır. Bunu arka ucu daraltarak yapabilirsiniz (sizin durumunuzda ters bir rampa). Tek hile, akış ayrımı adı verilen bir fenomeni önlemek için yavaş yavaş çok yapmak zorunda olmanızdır. bu temelde kendi üzerinde yuvarlanan ve girdaplar üreten hava akımıdır.

Bu yüzden öndeki rampa ile devam edin, ancak arka tarafa da çok sığ (~ 10 derece) bir rampa ekleyin. Bu size minimum yatırım için en iyi gelişmeyi sağlayacaktır. Ayrıca, rampaları doğrudan güneş panellerinin kenarlarına uyacak şekilde almayı deneyin. Havanın izlediği yolun olabildiğince pürüzsüz olmasını istiyorsunuz.

Bazı deneysel kanıtlar ve harika resimler için bu sunumu kontrol edin

s.5, bir minibüsün ön tarafının yuvarlanmasında küçük gelişmeler gösterir, ancak hızla düzleşirler (ön ucu daha pürüzsüz hale getirmenin bir yararı yoktur)

s.11,17,18 arkadaki akış ayrımını gösterir

s.18 (sağ üst) okunan x bölümünü azaltmak için en uygun noktayı gösterir. Konikleştirme, alanı azaltmanın faydasını keskin bir şekilde geri alır.

— Dan
kaynak

Öyleyse öndeki rampa ve arkadaki rampa? Bu muhtemelen iki şeyden birini gerektirecektir, lütfen bana geri bildiriminizi verin. 1 - BACK rampasında sürükleme oluşturmak için hava girmeyecek şekilde yanları mühürlemem gerekir. veya 2 - Belki arkadaki çerçevenin üstüne bağlanan bir rampa oluşturun, böylece rampa ve arkadaki çatı arasında küçük bir boşluk vardır, böylece yanlara giren hava arka rampa tarafından sürüklenmez.

— Cade

^{\circ}

$^\circ$

+1 (dün). Büyük bir bonus olarak, alıntı yaptığınız referans muhtemelen şimdiye kadar gördüğüm araç aerodinamiği hakkında en iyi pratik yorumdur.

— Russell McMahon

3

Panel montajlarındaki stres dikkate alınmalıdır.
Bu, paneli ileri yönde hava etkisinden tamamen koruyan bir "rampa" ile büyük ölçüde azaltılabilir.

Bir panel için düz plaka sürüklemesi <= klasik sürükleme denklemi sonucu olacaktır.

P_{l o s t} = D \cdot V

$P_{lost}= D \cdot V$

V

$V$

C_{d}

$C_d$

D = \frac{1}{2} C_{D} ρ A V^{2}

$D = \frac{1}{2} C_D \rho A V^2$

$D$
$A$
$V$
$\rho$ $\approx$ $\frac{kg}{m^3}$
$C_D$ $0 < C_D \leq 1$

D = 0.6 A V^{2}

$D = 0.6 A V^2$

C_{D} = 1

$C_D = 1$

\approx

$\approx$

0.6 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0.1 \cdot 28^{2} = 47 N

$0.6 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0.1 \cdot 28^2 = 47 N$

P_{l o s t} = D \cdot V = 47 \cdot 28 = 1.3 k W

$P_{lost} = D \cdot V = 47 \cdot 28 = 1.3 kW$

— Russell McMahon
kaynak

C_{D} = 1

$C_D=1$

C_{D}

$C_D$

0

$0$

1

@ 2. önce 2. yorum - Hayır, Cd'nin 0'a düşeceği izlenimini vermek istemiyordum. İstediğim şey ~~~ = düz bir ön alanda kaybolan gücü göstermekti, böylece maksimum olası kaybı görebiliyordu. Bir rampa bilinmeyen bir oranı otomobilin motor yükünden kaldıracaktır. Panel montaj braketleri, yüzey boyunca akış nedeniyle bir miktar sürüklenme olsa da fayda sağlayacaktır. Maksimum 47N, montaj sistemleri için büyük değildir ve toplam güç kaybı fark edilir, ancak muhtemelen 100 km / s'de küçük wrt araba gücüdür. ...

— Russell McMahon

@Roy - Cd = 1 için referans için yeniden sorgu belirsiz. Denklem 'düz plaka sürükleme' içindir ve (genellikle fark edilmeden kullanılmasına rağmen), nesnenin araç hızına geçtiği hava sütununu hızlandırmak için gereken enerjiye dayanır.Bu genellikle en kötü durum senaryosu olarak kabul edilir. hepsini araç hızına getirmeden havayı bir kenara bırakabilirsiniz, daha az güce ihtiyaç duyulur ve Cd bunu yansıtmanın bir yoludur. Görüldüğü gibi ham bir formüldür ve bir dizi ikincil etkiyi dikkate almaz AMA "klasik sürükleme denklemi" dir ve şaşırtıcı derecede iyi çalışır

— Russell McMahon

@Roy İşte söylediklerimi söyleyen ve çabaları için {idiots} ile övünen biri , burada öğrenciler için NASA opini ve buradaki iki SE Fizik yanıtı faydalı ve Reynolds sayısı geçiş alanını not ediyor. | Ve sonra Agh! :-)

— Russell McMahon

C_{D}

$C_D$

2

Bunun uzun zaman önce öğrenci tavan dersleri sırasında araba tavan rafları ve kamyon yakıt kepçeleri konusunun gündeme getirildiği tartışıldığını hatırlıyorum.

Panel, RV'nin sürüklenmesini artıracak ve tasarlanan aerodinamik özelliklerini azaltacaktır.

Planladığınız bir rampa, panelin sürüklenmesini azaltacaktır, ancak RV'nin orijinal düzene özelliklerini geri yüklemeyecektir.

Rampanın etkisi, kamyonlara takılı yakıt kepçelerine benzer olacaktır, aşağıdaki resme bakın. Yakıt tüketimini azaltır, sürtünmeyi azaltır. Bu tür cihazlar 1980'lerden beri kamyonlara kuruldu.

resim açıklamasını buraya girin

— Fred
kaynak

Bunun ne tür bir kepçe olduğunu bilmiyorum, ama bana göre (havacılık mühendisi olarak) bu aerodinamik açıdan yetersiz görünüyor. Dışbükey bir şey daha verimli olacak ve aynı zamanda Avrupa'da en çok gördüğüm şey: isuzucv.com/images/parts/accessories/lightbox/…

— Roy

@Roy Resim seçiminin biraz tuhaf olduğunu kabul ediyorum; daha ilkel bir tasarım olmalı. Burada, işaret ettiğiniz stilin her yerde bulunduğu Kaliforniya'daki kamyonlarda kullanıldığını fark etmedim.

— Hava

Belki de resmi daha uygun bir örnekle değiştirebilirsiniz.

— Roy

0

Krokiyi doğru yorumladıysam:

panel çatının altında, altında boşluk var
rampa yüksekliği boşluk yüksekliğine eşittir

Ben detractor düşünce süreci şöyle gitti tahmin ediyorum:

önceden panelin önüne çarpacak olan hava hala panelin önüne çarpacaktır
panelin altına girecek hava şimdi rampaya çarpacak
bu nedenle tüm rampa, panele çarpan havayı etkilemediğinden sürükleme eklemek

Sıvı dinamikleri konusunda uzman değilim, ancak rampadan yükselen hava, panele çarpan havayı açıkça etkileyecektir. Bu etkinin artık panelin altından geçemeyen ek hava sürüklemesinden daha büyük veya daha küçük olup olmadığını bilmiyorum.

Daha iyi bir çözüm açısından - dikey yüzleri denemeli ve çıkarmalısınız, bu nedenle rampayı, rampanın üstü panelin üstüne denk gelecek şekilde uzatın. Bunun tasarımınızdan daha az sürükleme olacağını söyleyebilirim (çiziminizi doğru yorumladığımı varsayarak), ama korkarım bunun hiç bir şeyden daha iyi olup olmadığını bilmiyorum.

— AndyT
kaynak

1

Paneli, bir yıkama yüzeyi yaratılacak şekilde batırmak en iyisidir, ancak muhtemelen durum göz önüne alındığında, muhtemelen mümkün değildir. Bir sonraki en iyi şey, zaten kamyonlarla olduğu gibi paneli aerodinamik olarak entegre etmektir (bkz. Fred'in cevabı). Rampanın sadece sürükleme ekleyeceğini (her şeyi biraz daha akıcı hale getirerek sürüklemeyi azaltacağını belirtebilirsiniz.

— Roy