سوال توربین

سلام
استاد فیزیک 2 سوالی داده در مورد سرعت هوا در توربین .
بیدین صورت هست که در توربین بین پره های متحرک (پره های آبی رنگ) که با جریان باد حرکت میکنند پره هایی به صورت ثابت ولی با شیب معکوس (پره های معکوس نامیده میشوند(پره های قرمز رنگ)) قراردارند تا مولکول های هوا را که با برخورد به پره های متحرک که از مسیر مستقیم خارج میشوند با برخورد به این پره ها در مسیر مستقیم حرکت کنند .
الف - سرعت حرکت مولکول های هوا را در دو حالت زیر با هم مقایسه کنید :
1 - در بین پره های متحرک پره های معکوس بصورت ثابت قرار دارند .
2 - در بین پره های متحرک پره های معکوس بصورت متحرک قرار دارند که با انرژی باد به حرکت در می آیند (از اصطکاک پره های معکوس با محور صرف نظر گردد) .
ب - سرعت حرکت مولکول ها ی هوا را در ثانیه 0 و ثانیه 15 با هم مقایسه کنین .
ج - آیا حرکت پره های معکوس خود باعث ایجاد مکش در مسیر هوا میشود یا خیر ؟ اثبات کنید .
با تشکر

uupload.ir/files/te5e_t1.png

سلام

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
پره های این توربین با باد به حرکت درمیاد ؟ یعنی با دمیدنِ هوا در توربین ؟
و یا پره ها میچرخه توسط محور و هوا رو مکش میکنه به داخل ؟
فرق هست بین این 2
مثال:
توربین ژنراتور بادی توسط باد به حرکت درمیاد یعنی سرعت باد همیشه بیشتر از سرعت پره ها هست
.
ولی در ملخ هواپیما و بالگرد , ملخ هست که با سرعت میچرخه و باعث مکش هوا میشه یعنی سرعت ملخ همیشه بیشتر از سرعت باد هست
حالا رفتار هوا و سرعتش در این توربین هم بستگی داره که توربین از کدوم نوع باشه .
.

===================================
صرفه جویی های میلیونی در هزینه های خودرو و زندگی
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سلام دوست عزیز
بله این پره ها بوسیله باد داخل توربین به حرکت در می آیند .
سوالات :

الف - سرعت حرکت مولکول های هوا را در دو حالت زیر با هم مقایسه کنید :
1 - در بین پره های متحرک پره های معکوس بصورت ثابت قرار دارند .
2 - در بین پره های متحرک پره های معکوس بصورت متحرک قرار دارند که با انرژی باد به حرکت در می آیند (از اصطکاک پره های معکوس با محور صرف نظر گردد) .
ب - سرعت حرکت مولکول ها ی هوا را در ثانیه 0 و ثانیه 15 با هم مقایسه کنین .
ج - آیا حرکت پره های معکوس خود باعث ایجاد مکش در مسیر هوا میشود یا خیر ؟ اثبات کنید .
د - آیا پره های متحرک معکوس باعث کاهش یا افزایش راندمان و بازدهی توربین میشوند ؟ اثبات کنید .

با تشکر

سلام

1- گفتین توربینها قدرت ندارند که خودشون بچرخند و هوایی که دمیده میشه داخل سیستم باعث چرخش توربینهای متحرک میشه
اگر چنین باشه پس این توربینها نمیتونند مکش ایجاد کنند چون همیشه سرعتِ هوای دمیده شده به داخل توربین بیشتر از سرعت چرخش توربینهاست پس این هواست که وارد توربین میشه و اونها رو میچرخونه پس مکشی وجود نداره
ولی اگر دمیدنِ هوا یکدفعه متوقف بشه , اونوقت توربینهای در حالِ چرخشند مقداری هوا میکشند داخل توربین که البته خیلی زود متوقف میشند چون انرژیشون صرف به جریان انداختنِ مولکولهای هوای راکد میشه
.
2- یادتون باشه قوانین حاکم بر دمیدنِ هوا به درونِ این سامانه (سیستم ), قوانین ضربه هست نه قوانین فشار
برای توضیح بیشتر این تاپیک رو ببینین
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
.
حالا برای اینکه رفتار هوای دمیده شده به داخل توربین رو بهتر درک کنیم , میایم هر مولکول هوا رو یک توپ یا ساچمه که پرتاب شده به سمت توربینها در نظر میگیریم

مولکول هوا مثل ساچمه میاد میخوره به پرّه ی اول که متحرک هست . مقداری از انرژیش صرف جابجا کردنِ پره میشه سپس منحرف میشه (زاویه ی برخوردش به پرّه برابر با زاویه ی منعکس شدنش هست ) .
بعد از منحرف شدن میخوره به پرّه ی دوم که ثابته و باز هم مقداری از انرژیش رو از دست میده و میره برای پره ی سوم که متحرکه
این کار اونقدر ادامه پیدا میکنه تا اینکه ساچمه متوقف بشه
اما باید یادمون باشه که دائماً داره هوا دمیده میشه به داخل توربین یعنی ساچمه های زیادی که پشت سر هم پره ها رو بمباران میکنند . یعنی ساچمه های جلویی توسط ساچمه های پشت سرشون هم رانده میشند به جلو
نکته ی دیگه اینه که فشار هوا در داخل سیستم بیشتر از بیرون سیستم هست چون پره ها مانع از این میشند که مولکولهای هوا آزادانه حرکت کنند پس هی فشرده تر میشن
.
نکته ی مهم دیگه فاصله ی پره های هر توربین از همدیگه هست یعنی فاصله ی هر پره با پره ی بغلیش در همون توربین

هر چه فاصله کمتر باشه یعنی تعداد پره ها بیشتره و هر چه تعداد پره ها بیشتر باشه مولکولهای بیشتری به پره ها برخورد میکنند و سرعت چرخش پره بیشتر میشه
برای درکِ بهتر این موضوع , در نظر بگیرید که هر توررین فقط 4 پره 10 سانتی داره . پس مقدار زیادی از مولکولهای هوا بدون برخورد با پره ها رد میشن میرن سراغ توربین بعدی که یا ثابت و یا متحرک هست و اونجا هم رفتارشون درست مثل رفتارشون روی توربین اول هست یعنی مقدار زیادی هوا راحت از بین همه ی توربینها رد میشند و درنتیجه فشار هوای داخل سامانه هم خیلی کمتر از حالتی هست که تعداد پره ها زیاد و نزدیک هم هستند
اگر اصلاً توربینِ ثابت وجود نداشته باشه در این سیستم و همه ی پره ها هم همجهت باشند ومحورشون هم فقط یک محورِ واحد باشه پس این دستگاه میتونه بیشترین راندمان از دمیدنِ هوا به درونش رو داشته باشه و محور رو با قدرت زیاد بچرخونه یعنی گشتاور محور این سیستم زیاد هست
اما وجود پره های ثابت یک عامل مزاحم برای عبور مولکولهای هواست و از راندمان این دستگاه به شدت کم میکنه
یادمون باشه که در این دستگاه سرعت هوای ورودی همیشه بیشتر از سرعت چرخش پره های متحرک هست پس مکشی وجود نداره بلکه هوا خودش داره وارد سیستم میشه
سرعت هوا در ثانیه 15 کمتر از ثانیه صفر هست چون پره های این سیستم انرژی مولکولهای هوا رو میگیره
. ==========================
اما اگر محور این سیستم با نیروی یک موتور بچرخه و توربینها رو که به محمور جوش خورده اند بچرخونه اونوقت چیز دیگه ای اتفاق میافته و قوانین فشار حاکم میشه بر سیستم و مکش ایجاد میشه ولی باز هم فشار هوا در داخل سیستم بالا میره
.
در مورد مکش هم باید نکته ی مهمی رو بگم که شاید 90% از مردم نسبت بهش بی توجهند :
به این مثال دقت کنین :
تعداد زیادی آدم پشت یک در جمع شده اند
شما دست اولی رو میگیرید و میکشینش داخل
بقیه هم جابجا میشند به سمت درب باوجودیکه شما فقط یکیشون رو کشیدین داخل .

مردم فکر میکنند وقتی پیستون موتور خودرو میره پایین , پیستون هست که هوا رو میکشه توی سیلندر درحالیکه این تصور غلطه . هوا خودش با فشار خودش وارد سیلندر میشه . پیستون تنها کاری که انجام میده اینه که جای کافی رو برای مقداری از هوا فراهم میکنه تا بیان توی سیلندر
سیستم توربو هم همینجوری کشف شد که مردم به اشتباه میگن اختراع شد .
کاشف سیستم توربو خوب درک کرده بود که وقتس پیستون میره پایین , هوا خودش با فشار اتمسفر میره توی سیلندر . به خودش گفت:

چرا منتظر یشم تا هوا خودش بره توی سیلندر ؟ خودم با زور و فشار , هوا رو میفرستم توی سیلندر تا هوا و سوخت بیشتری جای بگیره درون ِ سیلندر و درنتیجه در مرحله ی انفجار , قدرت ببشتری تولید بشه
همین کار رو انجام داد و هوای داخل منیفولد هوا رو به شدت فشرده کرد و نتیجه اش شد موتور توربو که سرعت چرخش میل لنگ به بالای 10 دور در دقیقه rpm هم میرسه . ماشینهای فرمول یک به 20.000 rpm هم میرسه که به خاطر سیستم توربو هست که هوا رو با فشار بسیار زیاد میفرسته توی سیلندرها . درحالیکه در موتور معمولی , هوا با فشار اتمسفر میره توی سیلندر





دسته ی آمپول رو هم وقتی میکشیم , این باعث میشه مولکولهای هوا با فشاری که پشتشون هست بیان توی آمپول . پیستون آمپول مکش انجام نمیده بلکه فقط میره عقب و با این کار فشار هوای داخل آمپول کم میشه و باعث یورش مولکولهای بیرونی به درونِ آمپول میشه .
واللهُ أعلم .

سلام
ممنون از مطالب آموزندتون .
لطف میفرماید این موارد را با فرمول بصورت پارامتری اثبات بفرمایید .
با تشکر فراوان

نقل قول:

---

نوشته شده توسط Mahdi__110 [ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]

سلامممنون از مطالب آموزندتون .لطف میفرماید این موارد را با فرمول بصورت پارامتری اثبات بفرمایید .با تشکر فراوان

---

سلام
.
قابلی نداشت دوست عزیز . ممنون خدای داناییم
ای کاش سایر دوستان علاقمند به فیزیک هم بیان نظر بدن
.
متاسفانه دانشم در حدی نیست که فرمولهای این سیستم رو بدونم
.
جسارتاً اگه ممکنه نظر استادتون در مورد مطلب شماره 11 در این صفحه رو بپرسین و خبر بدین .
.
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
نظر خودتون چی هست ؟
.
اینها رو هم اگر فرصت شد از استادتون بپرسین ممنون میشیم :
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]
[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]