Reacties
Theo de Klerk
op
20 februari 2020 om 22:50
Ja, maar de vlag zal zich in windrichting zetten met effectief oppervlak dikte van de vlag indien vrij wapperend.
In windstil weer en een motortje dat de stijve vlag (of bord) ronddraait zal steeds oppervlak van A (van lengte x breedte vlag) en zal steeds Fwr ontmoeten. Alleen: de snelheid van de vlag is niet steeds gelijk: vlak bij de mast minimaal, aan het uiteinde maximaal (v=ωr) en je de kracht per strook op gelijke afstand r van de mast met dikte dr (of Δr) moet berekenen en alles optellen:
F = ∫ 0,5 CwρH ω2r2dr
In windstil weer en een motortje dat de stijve vlag (of bord) ronddraait zal steeds oppervlak van A (van lengte x breedte vlag) en zal steeds Fwr ontmoeten. Alleen: de snelheid van de vlag is niet steeds gelijk: vlak bij de mast minimaal, aan het uiteinde maximaal (v=ωr) en je de kracht per strook op gelijke afstand r van de mast met dikte dr (of Δr) moet berekenen en alles optellen:
F = ∫ 0,5 CwρH ω2r2dr
Jan van de Velde
op
20 februari 2020 om 23:11
Fritz plaatste:
Kunnen we voor deze situatie dezelfde formule gebruiken?
ik denk dat je daar terecht aan twijfelt.
Het gebruik van die formule wordt sowieso al ingewikkeld omdat een stukje vlag vlakbij de as (stok) een veel lagere snelheid heeft dan verder naar buiten. Nou is dat met wat handig rekenen nog wel op te lossen tot een redelijke benadering voor de hele vlag. (EDIT: ik zie dat Theo net een integraal plaatste die dat zou kunnen)
Maar wat je bedoeling echt overhoop gooit is het feit dat dat vlaggetje in zijn eigen kielzog begint rond te draaien. Het is je hopelijk al eens opgevallen dat windmolens voor elektriciteitsopwekking nagenoeg zonder uitzondering 3 wieken hebben. Een vierde wiek zou het rendement verlagen: omdat alles wat door lucht beweegt wervelingen veroorzaakt krijgt elke wiek te maken met de wervelingen van zijn voorganger. In het geval van drie wieken zijn de meeste wervelingen al "weggewaaid"voordat de opvolgende wiek er last van kan krijgen. Maar dit vlaggetje gaat constant in zijn eigen wervelingen ronddraaien :( .
Dat gaan we met formules niet oplossen. Daarvoor zou je fluïdodynamische modellen moeten gaan bouwen in heftige computers, dat wordt toch echt werk voor de Technische Universiteit.
Misschien is het een idee je opstelling zó te bouwen dat je tussen de as van de motor en de as van je vlag een variabele overbrenging plant (tandwielen, riem) die je kunt aanpassen als je motor te sterk of te zwak blijkt. Of, mogelijk simpeler, er rekening mee houdt dat je op basis van ondervinding een groter of kleiner vlaggetje kunt monteren.
Anderzijds, ik denk dat je motor het hele probleem zelf al wel oplost, tenminste als je een gelijkstroommotortje bouwt: dat zoekt dan vanzelf een toerental dat hij nog wel aan kan. Dat principe wordt ook gebruikt in toerentalregelingen voor bijvoorbeeld die antieke opwind-speeldoosjes . Google afbeeldingen met "governor music box"
Groet, Jan