เพิ่มความเร็วของของไหลตามหลักของกังหัน

โดย Logos เมื่อ 2 January 2011 เวลา 4:28 ในหมวดหมู่ ประสบการณ์ชีวิต #
อ่าน: 4358

ค่ำนี้พา พ่อ แม่ น้องชาย น้องสะใภ้ กับหลานสาว ไปกินไก่ตะกร้าครับ บอกให้รู้ไว้เฉยๆ

จะเป็นกังหันลมหรือกังหันน้ำ ก็เป็นการเปลี่ยนพลังงาน จากรูปหนึ่งไปเป็นอีกรูปหนึ่งครับ แต่หลักใหญ่คือมีของไหล ไหลผ่านกังหัน กังหันเป็นตัวเปลี่ยนโมเมนตัมเชิงเส้นของของไหล ไปเป็นโมเมนตัมเชิงมุม (หมุน)

ตามกฏของเบ็ทซ์ หรือพลังงานสูงที่สุด ที่เราเก็บเกี่ยวมาได้จากวิธีการของกังหันนี้คือ

P คือกำลัง มีหน่วยเป็นวัตต์
ρ คือความถ่วงจำเพาะ เช่นน้ำในอุณหภูมิบ้านเราก็มีค่าประมาณ 1 กก./ลิตร ที่ระดับน้ำทะเลปานกลาง
S คือพื้นที่หน้าตัดของกังหันหรือหน่วยดักจับพลังงาน swept area มีหน่วยเป็นตารางเมตร
v คือความเร็วของการไหล มีหน่วยเป็นเมตรต่อวินาที
Cp คือสัมประสิทธิ์ของกำลัง มีค่าสูงสุดตามทฤษฎี = 16/27 = 0.593

มีสิ่งที่ต้องสังเกตอย่างหนึ่ง คือในบรรดาตัวแปรในสมการนี้ v ความเร็วสำคัญที่สุด เพราะ v ยกกำลังสาม ยกตัวอย่างเช่นกังหันลมใช้ใบพัดแบบเดียวกัน ลมความเร็ว 2 เมตร/วินาที กับ 2.5 เมตร/วินาที — ความเร็วลมเพิ่มขึ้น 25% แต่กลับให้พลังงานต่างกันถึง 95% (2.53/23-1)

ดังนั้น เราจึงเห็นการปรับปรุงสภาพแวดล้อมของกังหัน เพื่อเพิ่มความเร็วของของไหลมากกว่าความพยายามจะปรับปรุงอย่างอื่น เช่น

ตัวอย่างนี้ อยู่ในบันทึก [กังหันปั่นไฟฟ้าจากฝายเตี้ย] เป็นการบังคับให้น้ำ ไหลไปทางเดียวกัน เกิดเกลียวของน้ำ ลดความปั่นป่วน (turbulence) น้ำจึงมีความเร็วเพิ่มขึ้น กังหันสามารถจับพลังงานได้ดีขึ้น

เขื่อนแบบข้างบนนี้ เรียกว่าเขื่อนเข็ม (needle dam) รูปซ้ายจากสวิทเซอร์แลนด์ รูปขวาจากลานเวลา (ลำพูน) คือเขาเอาไม้เป็นแท่งๆ ลงไปขวางทางน้ำไหลครับ ไม่ต้องปิดทางน้ำให้สนิทก็ได้ ธรรมชาติของน้ำ พอมีอะไรไปขวาง มันก็หาทางไหลที่สะดวกกว่าเอง แล้วช่องที่เปิดไว้ ก็จะมีน้ำทะลักออก โดยมีความเร็วเพิ่มขึ้น

สำหรับลำคลอง-ลำธารที่ไม่มีเรือสัญจรไปมา บางทีเขาก็เอาหินไปขวางลำน้ำไว้บางส่วนครับ แน่นอนว่าน้ำไม่ได้หายไปไหน เพียงแต่ถูกบังคับให้ไหลผ่านช่องที่แคบกว่าความกว้างของลำน้ำเดิม ทั้งนี้เพื่อเพิ่มความเร็วของกระแสน้ำ

ตอนไปเที่ยวแถวขอบที่ราบสูงธิเบต มองไปในแม่น้ำ เห็นเขาทำเหมืองทรายกัน โดยสร้างฝายรูปเบ็ดหรือตัว J ขวางแม่น้ำไว้ครึ่งหนึ่ง ฝายมีความสูงกว่าระดับน้ำเล็กน้อย — ในเขตธุรกันดารในเมืองจีน ก็มีการก่อสร้างไปทั่ว ทรายไม่สามารถจะขนมาจากพื้นที่ไกลๆ ได้ แต่เขตเชิงที่ราบสูงธิเบต มีความลาดชันสูงมาก น้ำกัดเซาะหินและพาไหลมาตามสายน้ำ ขืนปล่อยให้ไปถึงเขื่อน ก็จะมีตะกอดตกอยู่หน้าเขื่อนมากจนกำจัดไม่ไหว

ฝายรูปเบ็ด กั้นน้ำไว้ ทำให้ส่วนโค้งมีความเร็วของน้ำต่ำลงมากจนทรายตกตะกอน แล้วเค้าก็ไปตักทรายขึ้นมาง่ายๆ ส่วนปลายเปิดด้านที่ไม่กักน้ำไว้ น้ำก็ไหลได้สะดวกและมีความเร็วของการไหลสูงขึ้น — ไม่มีรูปนะครับ ขี้เกียจหา

สำหรับกังหันลม วิธีเพิ่มความเร็วที่ดี คือเอากังหันลมไปไว้ตีนเขานะครับ

« « Prev : สึนามิปี 2547 เกิดจากการระเบิดในอวกาศ?

Next : แสงแดดฆ่าเชื้อโรค » »


ผู้ใช้ Facebook สามารถให้ความเห็นที่นี่ได้ โดยกด Like เพื่อแสดงตัว

4 ความคิดเห็น

  • #1 withwit ให้ความคิดเห็นเมื่อ 3 January 2011 เวลา 11:56

    ขณะนี้ผมเชื่อว่าผมสามารถสร้างกังหันลมที่มีปสภ. สูงกว่า Betz’ limit ได้แล้ว มันเหลือเชื่อจริงๆ ผมทดลองกับกังหันเล็กๆที่ทำเองแบบง่ายๆ เดิมมันได้ ปสภ. 15% พอเอาใบกังหันผมติดเข้าไปแทนที่ มันทำปสภ.ได้ 25% 

    เมื่อเทียบบัญญัติไตรยางค์แล้วกังหันลมไฮเทคในวันนี้ทำปสภ. ได้ประมาณ 40% ถ้าใช้กันหันผมน่าจะทำได้ 66.66% (ในขณะที่ BL = 59.3% หรือ 16/27 นั่นแหละครับ) 

    ผมคิดเรื่องเทคโนโลยีไว้นับร้อยเรื่อง  98 เรื่องผมแจกฟรีหมด (ทั้งที่มูลค่ามหาศาล) แต่เรื่องนี้ผมคงต้องขออุบไว้ก่อนนะครับ ยังบอกไม่ได้  ตั้งใจว่าจะจดสิทธิบัตรทั่วโลก เพื่อหาเงินใช้สักหน่อย อิอิ  (ค่าจดมันแพงระเบิด คงอย่างน้อย 1 ล้านบาท เห็นมีแต่บริษัทใหญ่ๆ ที่มันจดทั่วโลกได้ ส่วนเราคนไทยจนๆ คิดอะไรได้หน่อยก็ไม่มีทุนจะจด มันน่ามีธนาคารสิทธิบัตรไทยจริงๆเลย คือให้กู้บนพื้นฐานว่าถ้าได้กำไรต้องแบ่งเปอร์เซ็นต์กัน แต่ถ้าไม่ได้กำไรก็แล้วไป ถือเป็นหนี้สูญ ซึ่งธนาคารจะต้องประเมินการกู้เป็นอย่างดีจึงจะได้กำไร)

  • #2 Logos ให้ความคิดเห็นเมื่อ 3 January 2011 เวลา 16:08
    ผมยังไม่มีเวลาแวะไปหาพี่เสียทีเลย อาจารย์หลิน (ดร.พรรณี) ก็เขียนอยู่ที่นี่นะครับ

    ตอนนี้ สนใจเรื่องเตาประสิทธิภาพสูง เอาไปแก้หนาว น่าจะดีกว่าเผาฟืนเยอะครับ
    ถ้าพี่มีเวลา ช่วยขยายเรื่องเครื่องหยอดเมล็ดข้าวหน่อยซิครับ

  • #3 withwit ให้ความคิดเห็นเมื่อ 3 January 2011 เวลา 20:40

    เตาปสภ.สูงมันหุงต้มได้ดีมากครับ  แต่แก้หนาวคงไม่ดี เพราะว่าไฟมันไม่กระจาย มันพุ่งสูงอย่างเดียว  (เรดิเอชั่นต่ำแต่ คอนดั๊คชั่นสูง)  …เรื่องง่ายๆแบบนี้คงมีแต่ด๊อครากหญ้าแบบพี่ที่คิดออก เพราะเราเล็งเห็นแต่อะไรที่มันง่ายๆ ที่มีผลต่อการดำรงชีวิตของเพื่อนมนุษย์  ที่พวกเขาไม่มีปัญญาจะไปคิดดิฟ/อินทีเกรต หาผลพวงของ particle physics ในระดับนาโนหรอกครับ

    นอกจากเตานี้แล้วยังมีเตาปิ้งย่าง สรรพสิ่งอีกมากมายที่คิดค้นไว้ (และทดลองเห็นจริงแล้ว)  ที่จะทำให้คนที่ชอบกินของพวกนี้ไร้มะเร็ง แถมคนปิ้งก็สะดวก ประหยัดพลังงาน เวลา ได้อีกมาก เช่น แทนที่จะพลิกกลับไก่ 60 ครั้ง สูดดมควันอยู่นั่นแหละ  ก็เหลือเพียงครั้งเดียว โดยไม่มีควันอีกต่างหาก เป็นต้น

    อิอิ..ต้องแวะมาแคมปิ้งที่มทส. (หนาวมากช่วงนี้)  มาฟังเสียงนกนานาสกุลขันร้อง คืนละ 4 ครั้ง แล้วจะสาธิตเครื่องเคราต่างๆที่ว่ามานี้ให้ดูว่า “ไม่ได้โม้”  เพียงแต่ว่าเราคิด ทำ ทดลอง  อะไรได้หมด แต่ทำการตลาดไม่เป็น (คิดถึงพี่แม้วซะแล้วสิ) 

    และขอเชิญชวนมิตรสหาย “ลานปัญญา”  ทุกคนด้วยนะครับ หลังบ้านผม มันโล่งเตียนมาก ปักเต้นท์ หน้าหนาวดีกว่าเขาใหญ่สิบเท่า อนุญาตก่อกองไฟ ..แต่ห้ามร้องเพลงนะ ม้นหนวกหูพวกนกกา จิ้งหรีด และงูเห่าน่ะ

  • #4 ลานซักล้าง » ไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานทดแทน (3) ให้ความคิดเห็นเมื่อ 31 May 2011 เวลา 2:23

    [...] [เพิ่มความเร็วของของไหลตามหลักของก


แสดงความคิดเห็น

ท่านอยากจะเข้าระบบหรือไม่


*
To prove you're a person (not a spam script), type the security word shown in the picture. Click on the picture to hear an audio file of the word.
Click to hear an audio file of the anti-spam word


Main: 0.08790111541748 sec
Sidebar: 0.12967991828918 sec