Форум » Снег, освещенность, погода » Инженерная оценка мощности вихрей » Ответить

Инженерная оценка мощности вихрей

Владимир Сидоров: Оценка мощности вихрей, образующихся при обтекании сильным ветром аэродинамических препятствий. При сильном ветре за аэродинамическим препятствием образуются воздушные вихри. Можно ли оценить энергию, затрачиваемую в единицу времени на вихреобразование? Попробуем это сделать с чисто инженерных позиций, так, как это делается при оценке ветровой нагрузки (СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия). С некоторой долей условности считаем, что потеря доли кинетической энергии поступательного движения воздушного потока в основном превращается в кинетическую энергию вихревого движения. Как известно, на аэродинамическое препятствие в воздушном потоке действует ветровая нагрузка, величина которой зависит как от скорости ветра, так и от размеров и формы препятствия. Мощность, теряемая ветровым потоком при обтекании аэродинамического препятствия W, равна: W=wm*v0*S, где wm - величина удельной ветровой нагрузки, v0 - скорость ветра, S - аэродинамическая площадь препятствия. Общая величина нагрузки согласно СНиП принимается равной: wm=w0*k*С, где w0 - нормативное значение ветрового давления, k - коэффициент, учитывающий изменение ветрового давления по высоте, С - аэродинамический коэффициент. Нормативное значение ветрового давления w0 для инженерных целей принимается равным: w0=0.61*v02. Зададимся несколькими значениями скорости ветра: от 20 м/с до 60 м/с с интервалом 10 м/с. Значение коэффициента, учитывающего изменение ветрового давления по высоте, для наших целей можно принять равным 1, поскольку высота препятствий невелика, не более 10 метров. Поскольку форма препятствия может быть самой разнообразной, для оценки можно задаться самой простой формой, например в виде полусферы, расположенной на поверхности земли. В этом случае аэродинамическая площадь S может быть определена как: S=0.5*3.14*H2, где Н - высота препятствия. Коэффициент аэродинамического сопротивления С в соответствии с нормами определяется из условия: С=1.3 при Re<105, С=0.6 при 2*105<Re<3*105, С=0.2 при 4*105<Re. При промежуточных значениях Re величина С определяется интерполяцией. Значение числа Рейнольдса Re согласно СНиП определяется по формуле: Re=0.88*105*d*(w0*k*γf)0.5, где d - диаметр сферы, γf - коэффициент надёжности по нагрузке, принимаемый равным 1.4, смысл параметров w0 и k приведен ранее. Сразу хочу уточнить, что все значения чисел Рейнольдса оказались больше 400000, поэтому величина коэффициента С была принята равной 0.2. На основании полученных формул была составлена таблица величин мощности, теряемой ветровым потоком на препятствии, для разных значений высоты препятствия: от 2 м до 10 м с шагом 2 м. Мощность, теряемая ветровым потоком на препятствиях различной высоты, Вт. 2 м 4 м 6 м 8 м 10 м 20 м/с 6129 24517 55164 98068 153232 30 м/с 20686 82745 186177 330981 517158 40 м/с 49034 196137 441308 784548 1225856 50 м/с 95770 383080 861930 1532320 2394250 60 м/с 165491 661962 1489415 2647849 4137264

Ответов - 48, стр: 1 2 3 All

Олег_ВП: Дул север и очень сильный. Та вершина над палаткой в самом конце пролета в прогибе хребтов стоит, если смотреть с севера. Что следует из формул?

Владимир Сидоров: Олег_ВП пишет: Что следует из формул? Это может быть интересно только инженерам.

uriy1962: Я правильно понял, что мощность воздушного вихря за палаткой при скорости 60 м будет равна 661962 Вт?

Владимир Сидоров: uriy1962 пишет: Я правильно понял, Вы поняли не совсем правильно. Такая мощность вихреобразования получилась для препятствия в виде полусферы радиусом 4 метра при скорости ветра 60 м/с. При условии, конечно, что препятствие выдержит такой напор (палатка точно не выдержит). Для объекта размером с палатку мощность при таком ветре будет примерно 100000 - 150000 Вт. В следующий раз попробую посчитать нагрузку на стоящую палатку размером 4х1.7х1.3 для разных скоростей ветра.

uriy1962: А есть смысл считать палатку, которая устояла? Больший интерес вызывает мог ли вихрь или воздушный поток, применительно к нашим условиям поднять человека и на какое расстояние кинуть.

Владимир Сидоров: uriy1962 пишет: А есть смысл считать палатку, которая устояла? Больший интерес вызывает мог ли вихрь или воздушный поток, применительно к нашим условиям поднять человека и на какое расстояние кинуть. Вы считаете, что кого-то ветром унесло? Скорее палатку бы разорвало или унесло вместе с рюкзаками и ведрами. Я уверен.

Олег_ВП: Владимир Сидоров пишет: Скорее палатку бы разорвало или унесло вместе с рюкзаками и ведрами. Я уверен. Это смотря откуда дуло. Экран около палатки есть, в виде вершины.

Владимир Сидоров: Олег_ВП пишет: Экран около палатки есть, в виде вершины. Вопрос касался уноса человека от палатки, а не с вершины, поэтому скорость предполагалась такая, какая возле палатки, то есть уже с учётом всех экранов.

Олег_ВП: Владимир Сидоров пишет: Роза ветров в каждой зоне гор своя. Там по веткам можно бы понять самый сильный и холодный вектор. Лежали лицами на юг. Значит дул север. ( бывал в примерно такой же передряге на перевале). На гугле в 3Д хорошо прослеживается единый тектонический прогиб с севера. Перевал лежит почти в центре пролета северной воздушной массы.

Владимир Сидоров: Олег_ВП пишет: Роза ветров в каждой зоне гор своя. Олег, топик посвящён энергии вихрей. Давайте, если хотите, обсудим направление ветров в другом топике. Однако должен предупредить, что это вопрос я глубоко не прорабатывал.

Олег_ВП: Владимир Сидоров пишет: Понять бы, что это был за циклон. По описанию , такой непогоды местные не видели 32 года, как минимум. Энергия вихря напрямую зависит от скорость ветра. Есть ли косвенный способ его оценить в момент трагедии?

Владимир Сидоров: Олег_ВП пишет: Энергия вихря напрямую зависит от скорость ветра. Есть ли косвенный способ его оценить в момент трагедии? Разве только на основе аналогии. Допустим, в какой-то момент метеостанции зафиксировали такие же параметры погоды, как и тогда (температура, направление и скорость ветра). Если при этом фиксировать параметры погоды на Перевале, то можно сказать, что они будут близки тогдашним. Другого способа оценить я пока не вижу.

Владимир Сидоров: Олег_ВП пишет: Значит дул север Да, после навала холодного фронта ветер меняет направление по часовой стрелке на 90°, то есть с западного на северный.

Олег_ВП: Владимир Сидоров пишет: навала холодного фронта ветер меняет направление по часовой стрелке на 90°, то есть с западного на северный. В подобных условиях, возникало только одно желание, - закрыть руками лицо от непогоды , отвернувшись спиной в ветру. То есть направление в момент замерзание узнать можно точно. Сила ветра? Палатку не сдуло , несмотря на высокую общую парусность. У нас сильный ветер, при грозе в море, легко порвал грот-парус , на спортивной яхте (9 тонн), когда заклинил механизм спуска. Для изготовления современного паруса идет отнюдь не старенький платочный брезент.

uriy1962: Олег_ВП пишет: Палатку не сдуло , несмотря на высокую общую парусность. У нас сильный ветер, при грозе в море, легко порвал грот-парус , на спортивной яхте (9 тонн), когда заклинил механизм спуска. Для изготовления современного паруса идет отнюдь не старенький платочный брезент. Сравнение палатки с парусом не годится, потому что парус не был ничем придавлен. Согласитесь, если парус сорвало и он лег на поверхность воды, никакой силы ветер его бы не порвал. Владимир Сидоров пишет: Скорее палатку бы разорвало или унесло вместе с рюкзаками и ведрами. Я уверен. Вес палатки с содержимым и с людьми на порядок выше отдельного человека. Плюс палатка закреплена, плюс придавлена снегом. Во время по кидания палатки, кого то подхватило и унесло, причем направление уноса было замечено, только этим можно объяснить не медленность отхода группы в сторону кедра, а не в сторону лабаза. Только так объясняется отсутствие попыток достать вещи, обуться, взять пилы, топоры. Главное, что они не могли подумать, что поиски унесенного затянутся и их самих нужно будет спасать! Кстати, лично для Сидорова: снег в этой интерпретации можно с легкостью заменить на воздействие инфразвуком, хотя снег я вижу и палатку всю под снегом, кроме передней малой части, тоже вижу.

Владимир Сидоров: uriy1962 пишет: Вес палатки с содержимым и с людьми на порядок выше отдельного человека. Плюс палатка закреплена, плюс придавлена снегом. Рассчитайте, чтобы убедиться. uriy1962 пишет: Во время по кидания палатки, кого то подхватило и унесло Ваша версия нуждается в отдельном топике.

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: Мощность, теряемая ветровым потоком на препятствиях различной высоты, Вт. 2 м 4 м 6 м 8 м 10 м 20 м/с 6129 24517 55164 98068 153232 Что-то ваши данные сильно разнятся с другим инженером - ветер 2-3 метра в секунду - мощность, снимаемая с одного квадратного метра ометаемой площади - 2 ватта ветер 3-5 метров в секунду - мощность 7,5 ватт/кв.м ветер 5-10, порывы до 15 метров в секунду - мощность 60 ватт на квадратный метр. http://camru.org/articles/wind_power_and_wind_turbines_problems.html Как же так?

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: Как же так? Пересчитайте сами, если сомневаетесь.

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: Пересчитайте сами, если сомневаетесь. Вы допустили ошибку в расчетах. На самом деле можно обойтись без таких замуденных вычислений. Вот гораздо проще - Мощность передаваемая ветром: P = 0,6 х S x V^3 P - это мощность, в Вт. S - площадь (м2) на которую перпендикулярно дует ветер. V - скорость ветра, в метрах в секунду (в формуле - в кубе). т.е. мощность, энергия, что несет в себе ветер прямо пропорционально обдуваемой им площади и кубу его скорости. Например, ветер, дующий на 1 кв. метр со скоростью 2 м/с «несет» в себе энергию 4,8 Ватт. Если скорость ветра увеличится до 8 метров в секунду, то мощность возрастет до 307 Ватт. Сравните со своими вычислениями...

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: Вы допустили ошибку в расчетах. Какую, где? Это Вы сами где-то потеряли и, поэтому, нигде не учли аэродинамический коэффициент С. NordSerg пишет: Мощность передаваемая ветром: НордСерж, Вы разве не можете посчитать мощность, передаваемую на полусферу радиусом 2 метра при скорости 20 м/с? Или не можете разобраться в цифрах, которые у Вас на экране? NordSerg пишет: Сравните со своими вычислениями... Вы сначала с предметом поближе познакомьтесь, а уж потом со своими советами в белый свет выходите. И приучайте себя перед опубликованием перечитывать свои посты, чтобы не городить ерунду.

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: Какую, где? Это Вы сами где-то потеряли и, поэтому, нигде не учли аэродинамический коэффициент С. А зачем его учитывать? Я считаю наиболее благоприятный для передачи мощности вариант - это когда препятствие представляет собой идеальный квадрат и ветер дует строго перпендикулярно препятствию. Любое малейшее отклонение (как угла обдува ветром так и изгиб препятствия) резко снижает передачу мощности.

Ros O'Mah: Владимир Сидоров пишет: 2 м 4 м 6 м 8 м 10 м 20 м/с 6129 24517 55164 98068 153232 30 м/с 20686 82745 186177 330981 517158 40 м/с 49034 196137 441308 784548 1225856 50 м/с 95770 383080 861930 1532320 2394250 60 м/с 165491 661962 1489415 2647849 4137264 Я, в отличие от NordSerg, не буду перепроверять расчёты, верю Сидорову на слово. Но - надо понимать, что мы обсуждаем не коня в вакууме, а вполне конкретную ситуацию. И прежде чем считать мощность вихрей, надо ответить на вопрос: а какой силы был ветер? Без ответа на этот вопрос все расчёты - не более чем упражнения в арифметике. Есть единственный факт, который косвенно позволяет судить о силе ветра - ветер на границе леса (у кедра) был достаточно слаб, чтобы можно было разжечь костёр. То есть его скорость в том месте не превышала нескольких метров в секунду. Теперь осталось прикинуть, насколько же сильнее был ветер на горе. Зная направление ветра, рельеф, скорость ветра на границе леса, полагаю, это вполне возможно сделать, может быть, даже смоделировать. Если у кого есть желание и время это делать - флаг в руки! А уже после этого можно будет посчитать и "мощность вихрей".

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: А зачем его учитывать? Почитайте хоть что-нибудь про ветровую нагрузку. После этого можно будет заняться арифметикой.

Владимир Сидоров: Ros O'Mah пишет: И прежде чем считать мощность вихрей, надо ответить на вопрос: а какой силы был ветер? Это самостоятельный вопрос. Здесь я просто показываю то, какова может быть энергия при разных скоростях ветра и размерах препятствия. Ros O'Mah пишет: Есть единственный факт, который косвенно позволяет судить о силе ветра - ветер на границе леса (у кедра) был достаточно слаб, чтобы можно было разжечь костёр. Ветер на границе леса в момент разведения костра (после прохождения холодного фронта) и ветер на склоне непосредственно в момент навала холодного фронта (непосредственный навал с резким усилением ветра и шквалом длится несколько минут или десятков минут) сильно отличаются как по направлению, по силе и по температуре воздуха. http://www.amariner.net/article15_fronts_ru.html

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: Почитайте хоть что-нибудь про ветровую нагрузку. После этого можно будет заняться арифметикой. Владимир, вы конечно можете пудрить мозги "исследователям" типа того же Ros O'Mah. Которые никогда ничего читать и проверять не будут, ибо лень. Да и знаний не хватит. Владимир, энтот коэффициент Це которым вы щеголяете - меньше единицы. Энто значит, шо при умножении на него - расчетная величина неизбежно уменьшится. Т.е. Я вам посчитал передачу мощность в ИДЕАЛЬНОМ варианте. Без энтих коэффициентов снижающих цифры. Она оказалась на порядок меньше ваших фантастических расчетов (в которых висит грубейшая ошибка). Затем я привел вам ссылки, где другие инженеры считают нагрузки. И у них на порядок значения меньше чем у вас. И тут вы решили использовать умное слово - дескать аэродинамический коэфф не учли. И "исследователи" впали в экстаз. Владимир, может быть хватит вешать лапшу природным беднягам? Они же не виноваты по сути. Просто такими уродились. Зачем вы с ними так?

NordSerg: Вот так выглядят нормальные цифры при идеальных условиях обдува поверхности. 2 м 4 м 6 м 8 м 10 м 20 м/с 9600 19200 28800 38400 48000 30 м/с 32400 64800 97200 129600 162000 40 м/с 76800 153600 230400 307200 384000 50 м/с 150000 300000 450000 600000 750000 60 м/с 259200 518400 777600 1036800 1296000 (еще не понятно зачем Владимир добавил ветер 40, 50 и 60 м/с? Чтобы поразить воображение "исследователей"?) Но вся беда в том, что идеальных условий почти не бывает. Ветер дует под углом. Ветер дует порывами. Обдуваемая поверхность тоже имеет свою форму и рельеф. И вот тут то и учитывается энтот любимый Владимиром аэродинамический кофе циент. А он может принимать значения например до 0,5. И до 0,4. И до 0,3. И до 0,1. Или как написал Владимир, даже 0,2. Самое не понятное в этой ветреной истории - ЗАЧЕМ Владимир сделал эти расчеты на форуме посвященном группе Дятлова? У кого-нибудь есть версии?

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: И вот тут то и учитывается энтот любимый Владимиром аэродинамический кофе циент. Вы делаете большие успехи. Вам нужно бы еще поднапрячься и определить коэффициент С для конкретного типа сооружений (у меня - полусфера), а не для неких "идеальных условий". После этого Ваши расчёты можно будет назвать нормальными. Желаю новых больших успехов.

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: Желаю новых больших успехов. Спасибо. Но чтобы делать расчеты, надо знать для чего. Я так и не понял вообще для чего открыта эта ветка. Для расчета нагрузки на палатку? Но зачем? Ведь и так ясно, что палатку завалил не ветер. Для расчета нагрузки на идущих по склону людей? Опять же ясно, что большой нагрузки не было. Так для чего вы проделали сложные расчеты?

Pepper: NordSerg пишет: чтобы делать расчеты, надо знать для чего. Я так и не понял вообще для чего открыта эта ветка. Я тоже второй день с интересом наблюдаю, и все жду, когда же наконец ТС раскроет нам интригу: какова их цель? Что же он хотел узнать (или доказать) этими расчетами?

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: Я так и не понял вообще для чего открыта эта ветка. Нордсерж. Вы, судя по последнему топику, уже отказались от утверждения, что мощность вихреобразования была посчитана мной неверно. То есть Вы скромно и тихо признали, что, выражаясь Вашими собственными словами, лапшу на уши читателей вешал не я, а Вы сами. Теперь Вы переключились на вопрос, зачем это вообще нужно? Для толкового инженера полученные цифры говорят сами за себя, поэтому ему не нужно объяснять их значение. Но Вам объясню: для того, чтобы можно было оценить мощность акустических волн, порождаемых самими вихрями, поскольку эта мощность составляет существенную долю от мощности, затрачиваемой на вихреобразование (остальная часть идёт на нагрев воздуха и тела в месте вихреобразования).

Parf: Из названия топика это оценка некой величины. Подобную оценку я делал для массы альбертовой Сорни-Най исходя из его данных. Просто интересно было, сколько - как спичечный коробок она весит или как весь Эверест. Получилось, ЕМНИП, как Титаник Возможно, за мои расчеты Владимир поставил бы мне двойку, но кроме меня мое любопытство тогда никто не удовлетворил

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: Но Вам объясню: для того, чтобы можно было оценить мощность акустических волн, порождаемых самими вихрями, поскольку эта мощность составляет существенную долю от мощности, Хорошо. Наполовину объяснили. Вопрос - что дальше? Допустим, что мощность передана без потерь. Все 100% мощности обрулили препятствие, завихрились, и породили акустическую волну. И?

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: Вопрос - что дальше? Не волнуйтесь раньше времени.

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: Не волнуйтесь раньше времени. Ну как же тут не волноваться... А вдруг вы прячете разгадку тайны гибели? Вот возьмёте и сейчас тако-о-о-е выложите, что все опупеют. И полетят книги архипоракитиных на помойки. А вас по первому каналу покажут.

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: Вот возьмёте и сейчас тако-о-о-е выложите, что все опупеют. Нордсерж, Вам, может быть, стоит перейти в другой топик и там устраивать клоунаду?

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: Нордсерж, Вам, может быть, стоит перейти в другой топик и там устраивать клоунаду? Не корысти ради Владимир. Действительно интересно. Уж больно с неожиданной стороны вы подошли к попытке разгадать что же там случилось.

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: Действительно интересно В таком случае попросил бы Вас в данном топике вести себя спокойно, без закидонов, высказываться только по теме топика аргументированно, без ярлыков и эпитетов. Получается, что Вы вступили в разговор, навешали на меня обвинения, из которых ни одно не подтвердилось, наградили меня разными эпитетами, при этом не подумали извиниться, а теперь решили изобразить неподдельный интерес к теме. При продолжении такого Вашего поведения Вам придётся писать посты в другом топике.

NordSerg: Владимир Сидоров пишет: наградили меня разными эпитетами, Владимир, ну зачем вы так. Приведите хотя бы ОДИН эпитет которым я вас наградил. Что касается аргументированости - я привел и формулу и расчеты и ссылки. Не моя вина, что цифры отличаются от ваших. При продолжении такого Вашего поведения Вам придётся писать посты в другом топике. Мне кажется что дело тут не в поведении. А в том, что возразить по существу ничего не можете. Всё время отвечаете какими-то загадками. Даже не ответили на простой вопрос - для чего вы открыли этот топик? Как он относится к гибели группы? Чтобы к вам не возникало подобных вопросов, прочитайте пожалуйста тему "Как не стоит писать версии".

Ros O'Mah: NordSerg пишет: Владимир, вы конечно можете пудрить мозги "исследователям" типа того же Ros O'Mah. Которые никогда ничего читать и проверять не будут, ибо лень. Обижаете, господин хороший! Исследователем, тудыть-растудыть, обозвали. Что у меня в статусе написано, ась? - пра-авильно, "интересующийся". То бишь просто зритель. Смотрю, читаю, улыбаюсь, и иногда (редко очень) вставляю реплики. Куда уж мне уж до "исследователей". Не дорос исчо. (а что "лень" - да, Ваша правда, есть такой грех)

Владимир Сидоров: NordSerg пишет: Чтобы к вам не возникало подобных вопросов, прочитайте пожалуйста тему "Как не стоит писать версии" Чтобы у меня и у Вас не возникало ненужных вопросов, прошу Вас больше не писать в этот топик.

vysota1096: Владимир Сидоров пишет: Чтобы у меня и у Вас не возникало ненужных вопросов, прошу Вас больше не писать в этот топик. Минус я пока поставила, но, строго говоря, этот топик версией не является. Поэтому прошу вас добавить собственно версию.

Владимир Сидоров: vysota1096 пишет: Минус я пока поставила, но, строго говоря, этот топик версией не является. Да, это не версия. Если здесь топику не место, можете его засунуть в какое-нибудь другое место. Тогда и топик "О турбулентности и инфразвуке" тоже не на месте, как и "Схема 1". Можно всё в "Остальное". С праздником.

vysota1096: Владимир Сидоров пишет: Можно всё в "Остальное". Схема 1 - еще проходит, а все остальное предлагаю в Погоду, согласны? Спасибо!

Владимир Сидоров: vysota1096 пишет: все остальное предлагаю в Погоду, согласны Как-то с погодой мало связано. Впрочем, вставляйте, куда хотите. Кстати, у меня вопрос. Готовлю материал по медицинским аспектам действия инфразвука. Ничего ужасного там нет, просто выдержки из медицинских статей и учебников. Его куда вставлять? Можно не в Медицину, а в Остальное?

vysota1096: Владимир Сидоров пишет: Можно не в Медицину, а в Остальное? Давайте. Владимир Сидоров пишет: Как-то с погодой мало связано. Ветер с погодой связан напрямую.

vysota1096: Владимир Сидоров пишет: прошу Вас больше не писать в этот топик Соответственно, поскольку этот топик - не версия, подобное воздержание - исключительно добрая воля того или иного форумчанина.

Sadernupspa: А к чему тема собственно? Это как "сколько тонн клевера останется от каждой курицы несушки после обмолоты зяби". Вам то это все зачем? Ну докажете Вы что "ветер с завихрениями" на что-то способен, а дальше то что? Ух ты - Я Все понял, их поломали "завихрения" с турбулентностью и инфразвуком!!! Вы сами то в свои бредни верите? На..уя? Никого Вы такой версией не убедите. Намного приятней верить в свою "лавину" , "ракету", "йети" и прочую м....тень. Правды не будет, даже если её выложить в изначальном виде. Никто не поверит.

гусь: .. И написал Сидоров аккурат 8-го марта три уж с лишним года тому: "..Готовлю материал по медицинским аспектам действия инфразвука. Ничего ужасного там нет, просто выдержки из медицинских статей и учебников. Его куда вставлять?.." Почти невыносимо захотелось ознакомиться с куда-то вставленным.. Сидоров и медицинская физиология.., ведь до сих пор это ж было как "гений и злодейство..", неужто где-то совместилось?!..



полная версия страницы