เพิ่มความเร็วของของไหลตามหลักของกังหัน
อ่าน: 5246ค่ำนี้พา 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
