छत पर लगे सौर पैनलों के सामने विंड डिफ्लेक्टर को जोड़ने से आरवी पर ड्रैग कैसे प्रभावित होगा?

Question

मैं एक मनोरंजक वाहन (आरवी) के शीर्ष पर सौर पैनल बढ़ रहा हूं। ड्रैग कम करने के लिए, मैं फ्लैट पैनल और माउंट्स को हिट करने से पहले हवा को विक्षेपित करने के लिए पैनलों के सामने एक छोटा रैंप बनाने की योजना बना रहा था। यहाँ एक मोटा स्केच है (लाल कोष्ठक है, काला रंग पैनल है, बैंगनी रैंप है):

किसी ने मुझसे कहा कि अगर मैं डिफ्लेक्टर / रैंप नहीं लगाता, तो मैं इसे इस तरह से खींचता अगर मैं इसे इस तरह से करता। अगर रैंप में डालने से बचा जाए और रैंप बिल्कुल न हो, तो भी बहुत कम अंतर होगा, तो भी मैं काम करूंगा, लेकिन अगर यह ड्रैग इन करेंग होगा तो मैं निश्चित रूप से ऐसा नहीं करना चाहता।

मुझे लगता है कि पैनल के तहत जगह कम से कम होगी। मैं उन्हें छत पर जितना संभव हो उतना करीब लाने की कोशिश करने जा रहा हूं। पैनल लगभग 2 "मोटे हैं और बीच की जगह लगभग 1 / 4-1 / 2 इंच होगी।

पैनल के सामने रैंप को जोड़ने से वाहन पर ड्रैग को कैसे प्रभावित किया जाएगा? क्या यह बढ़ेगा, घटेगा या एक जैसा रहेगा?

Comments

बस एक विचार, लचीले सौर पैनल आपकी रुचि भी बढ़ा सकते हैं। engineering.stackexchange.com/questions/649/...

— महेंद्र Gunawardena

डैन के संदर्भ को देखना सुनिश्चित करें - मैं इसे वाहन एरोडायनामिक्स पर संभवतः सबसे अच्छा व्यावहारिक टिप्पणी के रूप में रेट करूँगा जो मैंने कभी देखा है। [अगर किसी को एक बेहतर पता है, तो कृपया इसे हमारे साथ साझा करें।]

— रसेल मैकमोहन

Answer 1

आप जो कर रहे हैं उसकी अवधारणा ध्वनि है, और जैसा कि रसेल मैकमोहन ने नोट किया कि दक्षता लाभ परिवर्तन को सही ठहराने के लिए पर्याप्त हो सकता है।

मैं दृढ़ता से सुझाव दूंगा कि आप बैक एज के लिए रैंप को भी जोड़ने पर विचार करें। ड्रैग फोर्स शरीर के डाउनस्ट्रीम (पीछे) छोर के प्रति बहुत संवेदनशील होता है साथ ही आपको वाहन के सामने कुछ सकारात्मक दबाव मिलता है, लेकिन आपको रियर पर मजबूत नकारात्मक दबाव भी मिलता है। यह अशांति और प्रवाह पृथक्करण के विकास से बहुत खराब बना है।

वैचारिक रूप से, आप जो करना चाहते हैं, उस क्षेत्र को कम करने के लिए पिछले छोर पर क्रॉस-सेक्शन को कम करना है, जिस पर नकारात्मक दबाव लागू होता है। आप बैक एंड (अपने मामले में एक रिवर्स रैंप) को टैप करके ऐसा कर सकते हैं। एकमात्र चाल यह है कि प्रवाह अलगाव नामक एक घटना से बचने के लिए आपको धीरे-धीरे बहुत सुंदर करना होगा। यह मूल रूप से हवा की धारा है जो अपने आप से टकराती है और भंवर पैदा करती है।

इसलिए आगे के रैंप पर आगे बढ़ें, लेकिन साथ ही पीठ पर एक बहुत उथला (~ 10 डिग्री) रैंप जोड़ें। यह आपको कम से कम निवेश के लिए सबसे अच्छा सुधार देगा। इसके अलावा, सौर पैनलों के किनारों पर फिट होने के लिए रैंप को प्राप्त करने का प्रयास करें। आप चाहते हैं कि हवा जितना संभव हो उतना आसान हो।

कुछ प्रायोगिक साक्ष्य और शानदार चित्रों के लिए, इस प्रस्तुति को देखें

p.5 एक वैन के सामने गोलाई में छोटे सुधार दिखाता है लेकिन वे जल्दी से समतल कर देते हैं (सामने के छोर को चिकना बनाने के लिए कोई लाभ नहीं)

पी .११,१.11,१, रियर पर फ्लो सेपरेशन दिखाता है

p.18 (ऊपरी दाएं) रीड-एक्स-सेक्शन को कम करने के लिए एक इष्टतम बिंदु दिखाता है। टेपिंग बहुत तेजी से क्षेत्र को कम करने के लाभ को कम करता है।

Comments

तो सामने रैंप और पीठ में रैंप? यह संभवत: दो में से एक चीज की आवश्यकता होगी, कृपया मुझे अपनी प्रतिक्रिया दें। 1 - मुझे पक्षों को सील करना होगा ताकि बैक रैंप पर ड्रैग बनाने के लिए हवा न मिले। या 2 - हो सकता है कि एक रैंप बनाएं जो बैक में फ्रेम के ऊपर अटैच हो ताकि रैंप और बैक पर छत के बीच एक छोटा सा गैप हो ताकि साइड्स में लगने वाली कोई भी एयर बैक रैंप से ना घसीटे?

— कैड

पक्षों सील सबसे अच्छा होगा, रैंप और फ्रेम के बीच एक अंतर मूल रूप से एक 90 है ∘ किनारे, और संभावना कम दक्षता जुदाई के लिए नेतृत्व और होगा$^\circ$

— रॉय

+1 (कल)। एक प्रमुख बोनस के रूप में, वह संदर्भ जो आप उद्धृत करते हैं, संभवतः वाहन वायुगतिकी पर सबसे अच्छा व्यावहारिक टिप्पणी है जिसे मैंने कभी देखा है।

— रसेल मैकमोहन

Answer 2

पैनल माउंट पर तनाव पर विचार की जरूरत है।
इसे "रैंप" द्वारा बहुत कम किया जा सकता है जो पैनल को आगे की दिशा में हवा के प्रभाव से पूरी तरह से बचाता है।

एक पैनल के लिए फ्लैट प्लेट खींचें <= क्लासिक ड्रैग समीकरण परिणाम होगा।

$$P_{lost}= D \cdot V$$
सी $V$
$C_d$

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

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

$$D = 0.6 A V^2$$ $C_D = 1$$\approx$
$$0.6 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0.1 \cdot 28^2 = 47 N$$

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

Comments

$C_D=1$$C_D$$0$

@ रो 2 की पहली टिप्पणी - नहीं, मैं यह धारणा देने का इरादा नहीं कर रहा था कि सीडी 0 पर गिरेगी। मैंने जो इरादा किया था वह ~~~ = सपाट ललाट क्षेत्र में खोई हुई शक्ति को दिखाने के लिए था ताकि वह अधिकतम संभावित नुकसान देख सके। एक रैंप कार के मोटर लोड से अज्ञात% को हटा देगा। पैनल बढ़ते कोष्ठक भी लाभान्वित होंगे, हालांकि सतह के साथ प्रवाह के कारण कुछ खींचें होंगे। बढ़ते सिस्टम के लिए अधिकतम 47N बड़ा नहीं है और कुल बिजली हानि ध्यान देने योग्य है, लेकिन शायद 100 किमी प्रति घंटे की छोटी पीटी कार पावर। ...

— रसेल मैकमोहन

@ रो - मैं Cd = 1 के संदर्भ के लिए अनिश्चित री क्वेरी हूं। समीकरण 'फ्लैट प्लेट ड्रैग' के लिए है और यह हवा के स्तंभ को तेज करने के लिए आवश्यक ऊर्जा पर आधारित है (हालांकि आमतौर पर इसका उपयोग किए बिना), यह है कि वस्तु वाहन की गति से गुजरती है। इसे आमतौर पर सबसे खराब स्थिति माना जाता है। आप सभी को वाहन की गति तक लाए बिना "हवा को एक तरफ" कम कर सकते हैं, फिर कम बिजली की आवश्यकता होती है और सीडी इसे प्रतिबिंबित करने का एक तरीका है। जैसा कि देखा जा सकता है, यह एक कच्चा फार्मूला है और कई माध्यमिकों का कोई खाता नहीं है, लेकिन यह बीयूटी को प्रभावित करता है। "क्लासिक ड्रैग इक्वेशन" है और आश्चर्यजनक रूप से अच्छी तरह से काम करता है।

— रसेल मैकमोहन

@ रोय यहां कोई कह रहा है कि मैंने क्या कहा और उसके प्रयासों के लिए (बेवकूफों द्वारा) पिलर किया जा रहा है , यहां छात्रों के लिए नासा ओपनिंग और यहां एसई भौतिकी के दो जवाब उपयोगी हैं और रेनॉल्ड्स नंबर ट्रैन्स्टियन क्षेत्र पर ध्यान दें। | और फिर आह! :-)

— रसेल मैकमोहन

$C_D$

Answer 3

मुझे याद है कि यह मेरे छात्र दिनों में एक तरल पदार्थ व्याख्यान के दौरान चर्चा की गई थी, जब कार की छत के रैक और ट्रक ईंधन के स्कूप के विषय को उठाया गया था।

पैनल आरवी के ड्रैग को बढ़ाएगा और इसकी डिज़ाइन की गई सुव्यवस्थित विशेषताओं को कम करेगा।

रैंप जैसा कि आप योजना बना रहे हैं, पैनल के ड्रैग को कम कर देगा लेकिन आरवी की मूल सुव्यवस्थित विशेषताओं को पुनर्स्थापित नहीं करेगा।

रैंप का प्रभाव ट्रकों से जुड़े ईंधन स्कूप के समान होगा, नीचे दी गई तस्वीर देखें। वे खींचें को कम करने के लिए ईंधन की खपत को कम करते हैं। इस तरह के उपकरण 1980 के दशक से ट्रकों पर लगाए गए हैं।

Comments

मुझे नहीं पता कि यह किस प्रकार का स्कूप है, लेकिन यह मेरे लिए (एक एयरोस्पेस इंजीनियर के रूप में) यह एरोडायनामिक्स के नजरिए से उप-विषयक लगता है। कुछ उत्तल अधिक कुशल होगा, और यह वह चीज है जिसे मैं ज्यादातर युरोप में इधर

— Roy

@ मैं मानता हूँ कि छवि का चुनाव थोड़ा अजीब है; यह एक अधिक आदिम डिजाइन होना चाहिए। मैंने इस पर ध्यान नहीं दिया है कि यह कैलिफोर्निया के ट्रकों पर इस्तेमाल किया जा रहा है, जहाँ आप जिस शैली को इंगित करते हैं वह सर्वव्यापी है।

— एयर

शायद आप तस्वीर को और अधिक उपयुक्त उदाहरण में बदल सकते हैं।

— रॉय

Answer 4

अगर मैंने स्केच की सही व्याख्या की है:

• पैनल छत के ऊपर बैठता है, जिसके नीचे निकासी है
• रैंप की ऊंचाई निकासी ऊंचाई के बराबर है

मैं यह अनुमान लगा रहा हूं कि डिफ्रैक्टर की विचार प्रक्रिया इस प्रकार थी:

• जो हवा पहले पैनल के सामने से टकराती थी वह अब भी पैनल के सामने से टकराती है
• पैनल के नीचे जाने वाली हवा अब रैंप पर उतरेगी
• इसलिए सभी रैंप को ड्रैग जोड़ दिया जाता है, क्योंकि यह हवा को प्रभावित नहीं करता है जो पैनल को हिट करता है

मैं तरल गतिकी का विशेषज्ञ नहीं हूं, लेकिन रैंप से बढ़ती हवा स्पष्ट रूप से उस हवा को प्रभावित करेगी जो पैनल को मारती थी। मुझे नहीं पता कि यह प्रभाव हवा के अतिरिक्त खींचने की तुलना में अधिक है या कम है जो अब पैनल के नीचे से गुजरने में सक्षम नहीं है।

बेहतर समाधान के संदर्भ में - आपको ऊर्ध्वाधर चेहरों को हटाने और हटाने की कोशिश करनी चाहिए, इसलिए रैंप का विस्तार करें ताकि रैंप का शीर्ष पैनल के शीर्ष के साथ मेल खाता हो। मैं यह कह सकता हूं कि इसमें आपके डिज़ाइन की तुलना में कम ड्रैग होगा (यह मानते हुए कि मैंने आपके स्केच की सही व्याख्या की है), लेकिन मुझे डर है कि मुझे नहीं पता कि यह कुछ भी नहीं से बेहतर है।

Comments

पैनल को इस तरह से डूबाना कि एक फ्लश सतह बनाई जाए, सबसे अच्छा है, हालांकि संभवतः स्थिति को देखते हुए, यह संभव नहीं है। अगली सबसे अच्छी बात वायुगतिकीय रूप से पैनल को एकीकृत करना है, जैसा कि पहले से ही ट्रकों के साथ किया जाता है (फ्रेड का जवाब देखें)। आप यह कहते हुए सही हैं कि रैंप केवल ड्रैग को ही जोड़ेगा (यह ड्रैग को कम करके पूरी चीज़ को थोड़ा और सुव्यवस्थित बना देगा।

— रॉय