การเพิ่มตัวดันลมด้านหน้าแผงโซลาร์เซลล์ที่ติดตั้งบนหลังคาส่งผลต่อการลากบน RV อย่างไร

10

ฉันกำลังติดตั้งแผงโซลาร์เซลล์บนยานพาหนะเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ (RV) เพื่อลดการลากฉันวางแผนที่จะสร้างทางลาดเล็ก ๆ หน้าแผงเพื่อเบี่ยงเบนลมก่อนที่มันจะกระทบกับจอแบนและที่ยึด นี่คือภาพร่างคร่าวๆ (สีแดงคือวงเล็บ, สีดำคือแผง, สีม่วงคือทางลาด):

แผงเซลล์แสงอาทิตย์

มีคนบอกฉันว่าจะมีการลากมากกว่านี้ถ้าฉันทำแบบนี้มากกว่าที่ฉันไม่ได้ใส่ deflector / ramp ฉันจะทำงานแม้ว่าจะมีความแตกต่างน้อยมากระหว่างการหลีกเลี่ยงการลากโดยการใส่ทางลาดและไม่มีทางลาดเลย แต่ฉันไม่ต้องการทำถ้ามันจะเพิ่มการลาก

ฉันคิดว่าพื้นที่ใต้แผงน้อยที่สุด ฉันจะพยายามทำให้พวกเขาอยู่ใกล้กับหลังคามากที่สุด แผ่นหนาประมาณ 2 "และระยะห่างระหว่างจะประมาณ 1 / 4-1 / 2 นิ้ว

การเพิ่มทางลาดที่ด้านหน้าของแผงมีผลต่อการลากบนยานพาหนะอย่างไร มันจะเพิ่มลดหรือยังคงเหมือนเดิมหรือไม่

— เคด
แหล่งที่มา

3

แค่คิดแผงโซล่าร์ที่ยืดหยุ่นก็อาจจะสนใจคุณเช่นกัน engineering.stackexchange.com/questions/649/…

— Mahendra Gunawardena

1

ให้แน่ใจว่าจะมองไปที่การอ้างอิงของแดน - ฉันต้องการประเมินว่ามันเป็นอาจจะเป็นความเห็นในทางปฏิบัติที่ดีที่สุดบนอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะที่ผมเคยเห็น [หากใครรู้ดีกว่านี้โปรดแบ่งปันมันกับเรา]

— รัสเซลแม็คมาฮอน

9

แนวคิดของสิ่งที่คุณทำคือเสียงและในฐานะที่เป็นรัสเซลแม็คมาฮอนบันทึกประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอาจมีความสำคัญพอที่จะพิสูจน์การเปลี่ยนแปลง

ฉันขอแนะนำอย่างยิ่งให้คุณพิจารณาเพิ่มทางลาดไปที่ขอบด้านหลังเช่นกัน แรงลากนั้นไวมากต่อท้ายของร่างกาย (ด้านหลัง) เช่นกันคุณจะได้รับแรงกดบวกที่ด้านหน้าของยานพาหนะ แต่คุณยังได้แรงกดดันด้านลบที่ด้านหลัง สิ่งนี้ทำให้แย่ลงมากโดยการพัฒนาของความปั่นป่วนและการแยกการไหล

แนวคิดสิ่งที่คุณต้องการทำคือลดหน้าตัดที่ด้านหลังเพื่อลดพื้นที่ที่ใช้แรงดันลบ คุณสามารถทำได้โดยการเรียวปลายด้านหลัง (ทางลาดย้อนกลับในกรณีของคุณ) เคล็ดลับเพียงอย่างเดียวคือคุณต้องทำอย่างค่อยเป็นค่อยไปเพื่อหลีกเลี่ยงปรากฏการณ์ที่เรียกว่าการแยกการไหล นี่เป็นพื้นอากาศไหลเวียนตัวเองและสร้างกระแสน้ำวน

ดังนั้นไปข้างหน้าด้วยทางลาดด้านหน้า แต่เพิ่มทางลาดที่ตื้นมาก (~ 10 องศา) ที่ด้านหลังเช่นกัน นั่นจะให้การปรับปรุงที่ดีที่สุดสำหรับการลงทุนน้อยที่สุด นอกจากนี้ให้ลองเพิ่มทางลาดให้พอดีกับขอบของแผงเซลล์แสงอาทิตย์ คุณต้องการเส้นทางที่อากาศไหลเวียนให้ราบรื่นที่สุด

สำหรับหลักฐานการทดลองและภาพยอดเยี่ยมให้ตรวจสอบงานนำเสนอนี้

หน้า 5 แสดงการปรับปรุงเล็กน้อยในการปัดเศษด้านหน้าของรถตู้ แต่ปรับระดับได้อย่างรวดเร็ว (ไม่มีประโยชน์ในการทำให้ส่วนหน้าเรียบขึ้น)

หน้า 11,17,18 แสดงการแยกการไหลที่ด้านหลัง

หน้า 18 (มุมบนขวา) แสดงจุดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการลดส่วนอ่าน x การเรียวลดลงอย่างรวดเร็วจนเกินไปเพื่อลดพื้นที่ที่ได้รับ

— แดน
แหล่งที่มา

ดังนั้นทางลาดที่ด้านหน้าและทางลาดที่ด้านหลัง? สิ่งนี้อาจต้องการหนึ่งในสองสิ่งนี้โปรดให้ข้อเสนอแนะกับฉัน 1 - ฉันต้องปิดผนึกด้านข้างเพื่อไม่ให้อากาศเข้ามาสร้างทางลาดกลับ หรือ 2 - อาจสร้างทางลาดที่ติดกับด้านบนของเฟรมด้านหลังเพื่อให้มีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างทางลาดและหลังคาที่ด้านหลังเพื่อให้อากาศที่อยู่ด้านข้างไม่ถูกลากโดยทางลาดด้านหลัง

— เคด

^{\circ}

$^\circ$

+1 (เมื่อวานนี้) เป็นโบนัสสำคัญการอ้างอิงที่คุณอ้างถึงอาจเป็นคำอธิบายที่ดีที่สุดเกี่ยวกับอากาศพลศาสตร์ของยานพาหนะที่ฉันเคยเห็น

— รัสเซลแม็คมาฮอน

3

เน้นเรื่องความจำเป็นในการติดตั้งพาเนล
สิ่งนี้สามารถลดลงได้อย่างมากด้วย "ทางลาด" ที่ช่วยป้องกันแผงจากแรงกระแทกของอากาศในทิศทางไปข้างหน้า

การลากแผ่นแบนสำหรับแผงจะเป็น <= ผลการลากสมการแบบคลาสสิก

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
แหล่งที่มา

C_{D} = 1

$C_D=1$

C_{D}

$C_D$

0

$0$

1

@Roy ความคิดเห็นที่ 2 ก่อน - ไม่ฉันไม่ได้ตั้งใจที่จะสร้างความประทับใจว่า Cd จะลดลงเหลือ 0 สิ่งที่ฉันตั้งใจจะแสดงคือ ~~~ = พลังที่หายไปในพื้นที่ด้านหน้าราบเพื่อที่เขาจะได้เห็นการสูญเสียสูงสุด ทางลาดจะลบ% ที่ไม่รู้จักออกจากภาระมอเตอร์ของรถ ขายึดแผงยังมีประโยชน์แม้ว่าจะมีการลากเนื่องจากการไหลไปตามพื้นผิว ค่าสูงสุดของ 47N นั้นไม่ใหญ่สำหรับระบบการติดตั้งและการสูญเสียพลังงานโดยรวมนั้นสังเกตได้ แต่อาจมีกำลังรถยนต์ wrt ขนาดเล็กที่ 100 kph ...

— รัสเซลแม็คมาฮอน

@Roy - ฉันไม่แน่ใจแบบสอบถามสำหรับการอ้างอิงสำหรับ Cd = 1 สมการนี้ใช้สำหรับ 'การลากแผ่นแบน "และเป็นพื้นฐาน (แม้ว่าโดยปกติแล้วจะใช้โดยไม่รู้ตัว) กับพลังงานที่ต้องใช้ในการเร่งคอลัมน์ของอากาศที่วัตถุผ่านไปยังความเร็วของยานพาหนะซึ่งโดยปกติจะถือว่าเป็นกรณีที่เลวร้ายที่สุดหาก คุณสามารถ "ทำให้อากาศสงบ" โดยไม่ต้องนำทั้งหมดมาที่ความเร็วของยานพาหนะจากนั้นจึงใช้พลังงานน้อยลงและ Cd เป็นวิธีการสะสางสิ่งนี้ดังที่เห็นได้ว่ามันเป็นสูตรที่หยาบและไม่คำนึงถึงจำนวนรองที่มีผลกระทบ แต่ คือ "สมการลากแบบคลาสสิก" และทำงานได้ดีอย่างน่าประหลาดใจ

— รัสเซลแมคมาฮอน

@ รอยนี่มีใครบางคนกำลังพูดในสิ่งที่ฉันพูดและถูกปล้นเพราะความพยายามของเขา {by idiots}ที่นี่องค์การนาซ่าให้ความเห็นสำหรับนักเรียนและคำตอบทางฟิสิกส์ของ SE ทั้งสองที่นี่มีประโยชน์และสังเกตพื้นที่ Reynolds | แล้วอ๊ะ! :-)

— Russell McMahon

C_{D}

$C_D$

2

ฉันจำได้ว่าสิ่งนี้ถูกอภิปรายในระหว่างการบรรยายของเหลวในวันที่นักเรียนของฉันนานมาแล้วเมื่อเรื่องของชั้นวางหลังคารถและ scoops เชื้อเพลิงรถบรรทุกถูกยกขึ้น

แผงควบคุมจะเพิ่มแรงลากของ RV และลดคุณสมบัติการออกแบบที่คล่องตัว

ทางลาดในขณะที่คุณกำลังวางแผนจะลดการลากแผง แต่จะไม่คืนค่าลักษณะการเพรียวลมดั้งเดิมของ RV

ผลกระทบของทางลาดจะคล้ายกับ scoops ที่ติดอยู่กับรถบรรทุกดูรูปด้านล่าง พวกเขาลดการใช้เชื้อเพลิงลดการลาก อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการติดตั้งบนรถบรรทุกมาตั้งแต่ปี 1980

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

— เฟร็ด
แหล่งที่มา

ฉันไม่รู้ว่านี่เป็นรูปของสกู๊ปชนิดใด แต่สำหรับฉัน (ในฐานะวิศวกรการบินและอวกาศ) นี่ดูไม่ดีนักจากมุมมองทางอากาศพลศาสตร์ บางสิ่งบางอย่างนูนขึ้นจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นและมันก็เป็นสิ่งที่ฉันเห็นส่วนใหญ่ในยุโรป: isuzucv.com/images/parts/accessories/lightbox/…

— Roy

@ Roy ฉันเห็นด้วยกับการเลือกภาพที่ค่อนข้างแปลก มันจะต้องเป็นการออกแบบแบบดั้งเดิมมากขึ้น ฉันไม่ได้สังเกตว่ามันถูกใช้กับรถบรรทุกที่นี่ในแคลิฟอร์เนียซึ่งสไตล์ที่คุณชี้ไปนั้นเป็นที่แพร่หลาย

— อากาศ

บางทีคุณสามารถเปลี่ยนรูปภาพเป็นตัวอย่างที่เหมาะสมกว่าได้

— รอย.

0

หากฉันตีความร่างอย่างถูกต้อง:

แผงนั่งเหนือหลังคาโดยมีช่องว่างด้านล่าง
ความสูงของทางลาดเท่ากับความสูงของการกวาดล้าง

ฉันเดาว่ากระบวนการคิดของผู้ว่าไปเป็นเช่นนี้:

อากาศซึ่งก่อนหน้านี้จะชนด้านหน้าของแผงจะยังคงตีด้านหน้าของแผง
อากาศที่ผ่านเข้าไปในแผงจะกระทบกับทางลาด
ดังนั้นทางลาดทั้งหมดจะเพิ่มการลากเนื่องจากไม่มีผลกับอากาศที่กระทบกับแผง

ฉันไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญเรื่องพลศาสตร์ของไหล แต่อากาศที่เพิ่มขึ้นจากทางลาดจะส่งผลกระทบต่ออากาศอย่างชัดเจนซึ่งจะกระทบกับแผงหน้าปัด ฉันไม่รู้ว่าเอฟเฟกต์นี้จะมากหรือน้อยกว่าการลากอากาศเพิ่มเติมไม่สามารถผ่านใต้แผงควบคุมได้อีกต่อไป

ในแง่ของการแก้ปัญหาที่ดีกว่า - คุณควรลองและลบใบหน้าแนวตั้งออกดังนั้นขยายทางลาดเพื่อให้ด้านบนของทางลาดเกิดขึ้นพร้อมกับส่วนบนของแผง ฉันสามารถระบุได้ว่าสิ่งนี้จะมีการลากน้อยกว่าการออกแบบของคุณ (สมมติว่าฉันตีความร่างของคุณถูกต้อง) แต่ฉันเกรงว่าฉันจะไม่รู้ว่ามันดีกว่าไม่มีอะไรเลย

— AndyT
แหล่งที่มา

1

การจมแผงเพื่อสร้างพื้นผิวแบบล้างนั้นดีที่สุดอย่างไรก็ตามอาจได้รับสถานการณ์ซึ่งอาจเป็นไปไม่ได้ สิ่งที่ดีที่สุดถัดไปคือการบูรณาการตามหลักอากาศพลศาสตร์เช่นเดียวกับรถบรรทุกที่มีอยู่แล้ว (ดูคำตอบของ Fred) คุณพูดถูกแล้วว่าทางลาดจะเพิ่มการลากเท่านั้น (มันจะทำให้ทุกอย่างคล่องตัวขึ้นลดการลาก

— Roy