¿Por qué palas de hélices de los aerogeneradores como COMP para hélices de barcos muy diferentes áreas de la cubierta?

Question

Este es un pensamiento que me he preguntado a menudo, pero nunca lo hizo verdaderos esfuerzos para obtener una respuesta. Barsmonsters pregunta sobre el número de fans de una turbina de viento me hizo pensar de nuevo

¿Por qué las cuchillas de aeronaves, hélices o turbinas de viento cubren sólo una pequeña fracción del área del círculo? Las hélices de los buques o turbina Kaplan hélices cubrir casi todo el círculo. (Independiente del número de hojas). Mismo para las turbinas de vapor y turbinas de jet.

Yo soy de shure que las formas de los propulsores están muy cerca de la óptima, debido a décadas de experiencia.

Answer 1

Una ingeniería de respuesta:

Tenga en cuenta que no sólo se trata de agua vs el aire. Que depende de un montón de cosas: la densidad y compresibilidad del fluido, y el equilibrio entre el par, eficiencia, costo, materiales, necesidades de mantenimiento, el ensuciamiento de los peligros, y así sucesivamente. A continuación es una turbina de agua de la cuchilla, el SeaGen, que no es muy diferente de una turbina de viento de la cuchilla, porque está haciendo un trabajo similar, con las limitaciones similares, pero en agua en lugar de aire. Pero ten en cuenta que esto es (AFAIK) la primera de las mareas de la turbina para alcanzar la red comercial de la operación, por lo que más tarde diseños podrían divergir.

Algunas hojas son de hecho cerca optimizado dado los materiales disponibles en el momento, gracias a décadas de experiencia. Sin embargo, los nuevos materiales pueden habilitar optimizaciones adicionales para el diseño de las palas.

Answer 2

Esta pregunta de la semana el artículo describe las ventajas y desventajas de las aeronaves palas de la hélice - número, el ángulo, la forma, la longitud, etc.

El párrafo final da un buen resumen y se relacionan directamente con su pregunta acerca de por qué las hojas no cubra la totalidad del círculo. Resulta que ellos no cubren tanto como es necesario para un determinado motor de la transferencia de la energía disponible para el aire, que es supongo que la razón por la que todo, desde una simple 2-hoja de apoyos a la jet-turbinas.

Ahora estamos a la izquierda con las dos últimas opciones, el aumento de la hoja de acordes o el número de hojas. Ambos tienen el efecto de aumentar la solidez del disco de la hélice. Solidez simplemente se refiere a la zona de la hélice de disco ocupado por sólidos componentes (las palas) versus el área abierta al flujo de aire. Como la solidez de un aumento de la hélice puede transferir más poder en el aire.

Mientras que el aumento de la hoja de acordes es la opción más fácil, es menos eficiente debido a que la relación de aspecto de las hojas se reduce, resultando en una pérdida de eficiencia aerodinámica. Por lo tanto, aumentando el número de hojas es el más atractivo de enfoque. Como la potencia de los motores de aumento a través de los años, los diseñadores de aviones adoptado cada vez más palas de la hélice. Una vez que se corrió fuera de la habitación en el eje de la hélice, diseñadores adoptó doble contra-rotación de las hélices en el mismo motor. Dos buenos ejemplos son el Tu-95 bombardero y Tu-114 avión. Estos rusos aviones fueron equipados con los más poderosos motores de turbohélice jamás construido, y ambos diseños tienen un total de ocho palas de la hélice al motor.

Answer 3

Desde el punto de vista de la aerodinámica, un menor número de hojas más largas es el preferido. Desde el punto de vista de la ingeniería de la fuerza, un mayor número de cuchillas más cortas es mejor. Lo que es realmente el elegido es un trade-off.

Debería ser obvio por qué más corta hojas son más fuertes. Más largo y más delgado hojas son más eficientes aerodinámicamente por la misma razón que no diluyente alas son más eficientes -- la más diluyente alas tienen menos resistencia en comparación a la cantidad de elevación producida. Por lo tanto la eficacia alta de los planeadores tienen largas y delgadas alas. La wikipedia foto:

Answer 4

Aparte de dinámica de fluidos también existen consideraciones prácticas.
Hélices de buques tienen que caber debajo de naves - sería inconveniente si fueran 100m de diámetro, sin embargo eficiente.

Modelo de hélices de avión, fueron el tamaño es bastante una opción libre, idealmente tienen sola lámina propulsores (a un lado con un peso de contador) que son muy grandes dejar que el avión tome tierra fuera sobre ruedas

Answer 5

Respondo simple para una pregunta simple. La principal diferencia entre hidrodinámico y Aerodynamic es que un gas "Aire" es esponjoso en otras palabras que comprime. Esta es la razón principal de que una hélice en una propulsión de llano consigue lanzó al aire por tener una velocidad alta, estrecha y larga hoja. Donde el apoyo en el agua la obtiene de una velocidad mucho más baja pero una hoja más ancha y más corta