Jak dodanie owiewki przed montowanymi na dachu panelami słonecznymi wpłynęłoby na opór przyczepy kempingowej?

10

Montuję panele słoneczne na pojeździe rekreacyjnym (RV). Aby zmniejszyć opór, planowałem zbudować małą rampę przed panelami, aby odeprzeć wiatr, zanim uderzy on w płaski panel i uchwyty. Oto ogólny szkic (czerwony to nawiasy, czarny to panel, fioletowy to rampa):

Panel słoneczny

Ktoś powiedział mi, że jeśli zrobię to w ten sposób, będzie WIĘCEJ oporu, niż gdybym nie ustawił deflektora / rampy. Zrobię tę pracę, nawet jeśli będzie BARDZO MAŁA różnica między oporem, którego uniknęliśmy, poprzez wjechanie na rampę i wcale nie posiadanie rampy, ale zdecydowanie nie chcę tego robić, jeśli ZWIĘKSZA przeciąganie.

Myślę, że przestrzeń pod panelem będzie minimalna. Spróbuję zbliżyć je jak najbliżej dachu. Panele mają grubość około 2 cali, a odstęp między nimi będzie wynosił około 1 / 4-1 / 2 cala.

Jak dodanie pochylni przed panelem wpłynęłoby na opór pojazdu? Czy zwiększy się, zmniejszy lub pozostanie taki sam?

— Cade
źródło

3

Tylko myśl, elastyczne panele słoneczne również mogą Cię zainteresować. engineering.stackexchange.com/questions/649/…

— Mahendra Gunawardena

1

Koniecznie spójrz na referencję Dana - oceniłbym ją jako prawdopodobnie najlepszy praktyczny komentarz na temat aerodynamiki pojazdu, jaki kiedykolwiek widziałem. [Jeśli ktoś zna lepszy, podziel się nim z nami.]

— Russell McMahon

9

Koncepcja tego, co robisz, jest rozsądna, a jak zauważa Russell McMahon, wzrost wydajności może być na tyle znaczący, aby uzasadnić zmianę.

Zdecydowanie sugeruję rozważenie dodania rampy również do tylnej krawędzi. Siła oporu jest również bardzo wrażliwa na dolny (tylny) koniec nadwozia. Dostajesz pewne nadciśnienie z przodu pojazdu, ale dostajesz również silne podciśnienie z tyłu. Pogarsza to znacznie rozwój turbulencji i separacji przepływu.

Pod względem koncepcyjnym to, co chcesz zrobić, to zmniejszyć przekrój z tyłu, aby zmniejszyć obszar, na który działa to podciśnienie. Możesz to zrobić, zwężając tylny koniec (w twoim przypadku odwrotna rampa). Jedyną sztuczką jest to, że musisz robić to dość stopniowo, aby uniknąć zjawiska zwanego separacją przepływu. jest to w zasadzie strumień powietrza przewracający się i wytwarzający wiry.

Więc idź z rampą z przodu, ale dodaj również bardzo płytką (~ 10 stopni) rampę z tyłu. To da ci najlepszą poprawę przy minimalnej inwestycji. Spróbuj również dopasować rampy do krawędzi paneli słonecznych. Chcesz, aby ścieżka, którą podąża powietrze, była jak najbardziej gładka.

Aby uzyskać dowody eksperymentalne i świetne zdjęcia, sprawdź tę prezentację

s. 5 pokazuje drobne usprawnienia w zaokrąglaniu przodu furgonetki, ale szybko się wyrównują (brak korzyści dla wygładzenia przodu)

str. 1,177,18 pokazuje rozdział przepływu z tyłu

str. 18 (prawy górny róg) pokazuje optymalny punkt do zmniejszenia czytanej części X Zbyt zwężające się zwężenie zmniejsza korzyści wynikające ze zmniejszenia powierzchni.

— Dan
źródło

Więc rampa z przodu i rampa z tyłu? Prawdopodobnie wymagałoby to jednej z dwóch rzeczy, proszę o opinię. 1 - Musiałbym uszczelnić boki, aby powietrze nie dostało się, aby stworzyć opór na rampie POWRÓT. lub 2 - Może stwórz rampę, która przymocuje się do górnej części ramy z tyłu, tak aby pomiędzy rampą a dachem z tyłu była niewielka szczelina, aby powietrze, które dostanie się na boki, nie zostało wciągnięte przez tylną rampę.?

— Cade

^{\circ}

$^\circ$

+1 (wczoraj). Jako główny bonus wspomniane przez ciebie odniesienie jest prawdopodobnie najlepszym praktycznym komentarzem na temat aerodynamiki pojazdu, jaki kiedykolwiek widziałem.

— Russell McMahon

3

Należy wziąć pod uwagę naprężenia na mocowaniach paneli.
Można to znacznie zmniejszyć dzięki „rampie”, która w pełni chroni panel przed uderzeniem powietrza w kierunku do przodu.

Przeciąganie płaskiej płyty dla panelu będzie <= wynikiem klasycznego równania przeciągania.

P_{l o s t} = D \cdot V

$P_{lost}= D \cdot V$

V

$V$

C_{d}

$C_d$

D = \frac{1}{2} C_{D} ρ A V^{2}

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

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

D = 0.6 A V^{2}

$D = 0.6 A V^2$

C_{D} = 1

$C_D = 1$

\approx

$\approx$

0.6 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0.1 \cdot 28^{2} = 47 N

$0.6 \cdot 1 \cdot 1 \cdot 0.1 \cdot 28^2 = 47 N$

P_{l o s t} = D \cdot V = 47 \cdot 28 = 1.3 k W

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

— Russell McMahon
źródło

C_{D} = 1

$C_D=1$

C_{D}

$C_D$

0

$0$

1

@Roy 2. komentarz pierwszy - Nie, nie zamierzałem sprawiać wrażenia, że Cd spadnie do 0. Zamierzałem pokazać ~ ~ ~ = moc utraconą w płaskim przednim obszarze, aby mógł zobaczyć maksymalną prawdopodobną stratę. Rampa usunie nieznany% tego z obciążenia silnika samochodu. Korzystne będą również wsporniki do montażu panelowego, chociaż wystąpi pewien opór z powodu przepływu wzdłuż powierzchni. Maksymalnie 47 N nie jest duże w przypadku systemów montażowych, a całkowita strata mocy jest zauważalna, ale prawdopodobnie niewielka moc samochodu wrt przy prędkości 100 km / h. ...

— Russell McMahon,

@Roy - Nie jestem pewien, czy zapytanie dotyczy Cd = 1. Równanie odnosi się do „oporu płaskiej płyty” i jest oparte (choć zwykle stosowane bez uświadomienia) na energii wymaganej do przyspieszenia kolumny powietrza, przez którą obiekt przechodzi do prędkości pojazdu. Zwykle przyjmuje się, że jest to najgorszy scenariusz. możesz „złagodzić powietrze” bez zwiększania prędkości pojazdu, wtedy potrzebna jest mniejsza moc, a Cd jest sposobem na odzwierciedlenie tego. Jak widać, jest to prymitywna formuła i nie bierze pod uwagę wielu efektów wtórnych ALE jest „klasycznym równaniem drag” i działa zaskakująco dobrze

— Russell McMahon

@Roy Oto ktoś, kto mówi to, co powiedziałem, i jest łupiony za swoje wysiłki {idioci} , tutaj opine NASA dla studentów i dwie odpowiedzi SE Physics tutaj są przydatne i zwróć uwagę na obszar transkrypcji liczb Reynoldsa. | A potem Agh! :-)

— Russell McMahon

C_{D}

$C_D$

2

Pamiętam, jak to było omawiane podczas wykładu na temat płynów w moich studenckich czasach dawno temu, kiedy poruszono temat bagażników dachowych i łyżek do samochodów ciężarowych.

Panel zwiększy opór przyczepy kempingowej i zmniejszy jej zoptymalizowane właściwości.

Rampa podczas planowania zmniejszy opór panelu, ale nie przywróci pierwotnych usprawnień RV.

Wpływ rampy będzie podobny do czerpaków paliwa przymocowanych do ciężarówek, patrz zdjęcie poniżej. Zmniejszają zużycie paliwa i zmniejszają opór. Takie urządzenia są instalowane na ciężarówkach od lat 80.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

— Fred
źródło

Nie wiem, jakiego rodzaju jest to miarka, ale dla mnie (jako inżyniera kosmicznego) wygląda to nieoptymalnie z perspektywy aerodynamiki. Coś wypukłego będzie bardziej wydajne, a także to, co widzę głównie tutaj w Europie: isuzucv.com/images/parts/accessories/lightbox/...

— Roy

@Roy Zgadzam się, że wybór obrazu jest nieco dziwny; musi to być bardziej prymitywny projekt. Nie zauważyłem, że jest on używany w samochodach ciężarowych tutaj w Kalifornii, gdzie styl, na który wskazujesz, jest wszechobecny.

— Air

Być może możesz zmienić obraz na bardziej odpowiedni przykład.

— Roy,

0

Jeśli poprawnie zinterpretowałem szkic:

panel znajduje się nad dachem, a pod nim prześwit
wysokość rampy jest równa wysokości prześwitu

Zgaduję, że proces myślowy przeciwnika przebiegał następująco:

powietrze, które wcześniej uderzyło w przód panelu, nadal będzie uderzało w przód panelu
powietrze, które trafiłoby pod panel, uderzy teraz w rampę
dlatego cała rampa powoduje przeciąganie, ponieważ nie wpływa na powietrze, które uderza w panel

Nie jestem ekspertem od dynamiki płynów, ale wznoszące się powietrze z rampy wyraźnie wpłynęłoby na powietrze, które uderzyłoby w panel. Nie wiem, czy ten efekt jest większy czy mniejszy niż dodatkowy opór powietrza, który nie jest już w stanie przejść pod panelem.

Jeśli chodzi o lepsze rozwiązanie - powinieneś spróbować usunąć pionowe ściany, dlatego przedłuż rampę, aby górna część rampy pokrywała się z górną częścią panelu. Mogę stwierdzić, że będzie miał mniejszy opór niż twój projekt (zakładając, że poprawnie zinterpretowałem twój szkic), ale obawiam się, że nie wiem, czy jest lepszy niż nic.

— AndyT
źródło

1

Najlepiej jest zatopić panel w taki sposób, aby tworzyła się równa powierzchnia, jednak prawdopodobnie w takiej sytuacji prawdopodobnie nie jest to możliwe. Kolejną najlepszą rzeczą jest zintegrowanie aerodynamiczne panelu, tak jak ma to już miejsce w przypadku ciężarówek (patrz odpowiedź Freda). Masz rację, stwierdzając, że rampa tylko zwiększy opór (sprawi, że cała sprawa będzie nieco usprawniona, zmniejszając opór)

— Roy