Даже кофе недоволен понедельником
Показать полностью
1
ZaokskiyKENT
Гидро- газо- аэродинамика и специальные вопросы тепломассообмена (испарение, конденсация, кавитация), действующий к.т.н.
Награды:
42К рейтинг
116 подписчиков
71 подписка
99 постов
26 в горячем
Звучит как вызов
Отсюда #comment_190442034
Показать полностью
1
Ответ на пост «Самый точный тест в интернете»
Товарищ @corvuscor предположил, что сделать паровой двигатель в тайге невозможно:
Все, что выше - продукты технологических цепочек с участием множества людей.
Даже тому, кто строит ракеты, не под силу будет сделать паровой двигатель в тайге.
И тут я задался мыслью. А так ли это? Томить не буду - ящитаю, что реально.
Вот Вам схема (строго принципиальная), для наглядности, так сказать. А теперь посмотрим ближе и разберемся с вопросами.
Хорошо, пусть мы в тайге, здравствуй, дорогая! В нашем распоряжении глина, камни, дерево, мех и шкуры убитых зверей, вода, и, наверное, все-таки нож, вот без него будет трудно. Либо ждите, пока я построю кузницу, найду руду и смогу обогатить ее, и уж потом выкую нож, но в таком случае дальнейшие изыскания бессмысленны. Без ножа в тайге вообще отстой, я бывал, знаю. А еще, возможно, у нас будут чьи-нибудь кости. Из них, если постараться, можно выточить некоторые детали.
А теперь, тащемта, паровой двигатель это что, если говорить ооооочень примитивно? Устройство, превращающее энергию пара в кинетическую энергию вращения ротора, так?
Котел с жижей очень сильно греется, жижа интенсивно испаряется, пар летит и крутит турбинку, и, либо выбрасывается в атмосферу и тю-тю, или, например (мы же инженеры в тайге, ха) конденсируется в трубе и возвращается, тем самым замыкая контур для экономии. Ну и клапан еще, наверное, чтобы конденсат сливать в котелок.
Итак, как крафтить?
1) Котел (кастрюля с подогревом) - можно, по идее, сделать из обожженной глины, но нужно нагревать равномерно, значит, делаем закрытый очаг-печку, с поддувом мехами (можно сделать из шкур и дерева), трубы и патрубки из глины тоже.
2) Турбинку можно вырезать из дерева, самую простую ковшового типа, валы деревянные, уплотнение дерьмо и пакля. Смазка валов - жир убитого животного например. Им же можно промаслить древесину, чтобы не разлезлась.
3) Клапан для слива конденсата - можно сделать мини задвижку из прессованной бересты, или тонкого среза дерева. Ну это уже для двигателя 2.0, с замкнутым контуром если - так реже подливать воду надо будет. Если задвижка фиговый вариант, который может не сработать, то можно сделать простой обратный клапан из маленького и обязательного легкого деревянного или костяного шарика - когда давление большое, он перекрывает подвод конденсата, как жижи стало мало, давление упало - потек конденсат. Корпус клапана из глины ессесьна.
Часть труб оставить снаружи очага, чтобы был перепад температур - типа конденсатор.
Так в чем проблемы?
1) Есть вероятность (очень большая), что глиняный сосуд не выдержит давления и лопнет нахрен.
2) Могут лопнуть трубы из глины, причины те же - перепады температуры и давление.
3) Крутящий момент и обороты будут маленькие - максимум просто покрутить маленький вентилятор из тонкой древесины или хз что еще, предложите свои варианты.
Я думаю, мы на один шаг приблизились к тому, чтобы сделать паровой двигатель по самой настоящей дендро-фекальной технологии. Так что гипотетически, это реально, ящитаю.
Показать полностью
1
Аэродинамика Tesla Cybertruck. Мой ответ
------------------------------
Да-да, всем уже набило оскомину обсуждение Сайбертрака. Казалось бы, сказано уже дофига и больше - мемасики мчатся по миру, во всех новостях сказали, споры об аэродинамике не утихают. Вот об этом как раз подробнее и поговорим. В посте Аэродинамика Cybertruck'a были показаны некоторые красивые картинки (статья в том посте переводная, вот оригинал: https://ww.electrek.co/2019/11/25/tesla-cybertruck-aerodynam...), а ответов на главные вопросы так и не последовало: норм или нет? какой коэффициент сопротивления? лобовуху зальет грязью?
У меня на работе вышел свободный вечерок от заказов на исследования, поэтому приподнимем завесу тайны и проведем собственное расследование. CFD-расследование.
Итак, что нам известно?
Автор статьи не имел на руках модели, а только фотокарточки новой чудо-машины Маска, поэтому, разумеется, на точный расчет надеяться не стоит. Нам же повезло куда больше! У нас есть полноценная 3d-модель новинки, которая, кстати говоря, уже сутки лежит в открытом доступе. Единственное, что я заменил в модели - колеса, у исходника были крутые резные, но нам это не так надо, как скорость расчета.
Расчехляем CFD-пакет
Чаще всего моделирование аэродинамики проводят не разгоняя модель автомобиля, а обдувая его потоком с определенной скоростью. В нашем случае на автомобиль набегает поток со скоростью 29,09 м/с, что соответствует 65 миль/час (как в статье). На картинке ниже мы видим распределение скоростей в сечениях расчетной области.
По-сути, сопротивление в большей степени как раз создает некоторое разряжение в задней части автомобиля, как бы "затягивая" его обратно. У исследуемого образца эта зона достаточно большая.
А вот так поток распределяется по поверхности автомобиля:
Максимальная скорость потока при этом, при отрыве с кромок не превышает 44 м/с, что соответствует 98 миль/ч, хотя в статье приводится максимальная скорость 88 миль/ч. Разница, как видите, имеется, что, несомненно обусловлено разницей в моделях, и, вероятно, точностью расчетов.
Лобовое сопротивление
Для расчета лобового сопротивления нам необходимы: сила, действующая на тело со стороны потока, скорость потока (29,09 м/с), плотность среды (берем 1,225 кг/м3 для воздуха), и т.н. лобовая площадь, под которой понимают площадь наибольшего вертикального среза, т.е контура фронтальной поверхности. Для нашего случая проецируя контур на плоскость получаем ~4,17 м2:
При этом, на автомобиль действует сила лобового сопротивления, численно равная ~1200 Н, что позволяет нам рассчитать коэффициент лобового сопротивления из этой формулы:
Где Сх - коэффициент сопротивления, Fx - сила лобового сопротивления, р - плотность среды, U - скорсоть потока, S - лобовая площадь.
И...... ответ Cx ~ 0.55. Ну и что нам это даёт, спросите вы? Об этом ниже.
https://grabcad.com/library/tesla-cybertruck-1 - модель взята из открытого источника.
Ответы на вопросы
Итак, мы подобрались к самому интересному и неоднозначному: к трактовке результатов.
1) Какой коэффициент сопротивления? Ответ: по результатам CFD-исследования Cx ~ 0.55, без учета боковых зеркал (будут ли они вообще?). Нормально ли это? Много или мало? Для этого имеет смысл провести сравнение с чем-то.
Вот, например, коэффициенты лобового сопротивления для наших отечественных автомобилей и зарубежной классики (данные взяты тут и тут):
Mercedes-Benz G-класса (Гелик по-нашему), имеет коэффициент Сх = 0,54
Hummer H2: коэффициент Сх = 0,57
Tesla Model S, Tesla Model X, Hyundai Sonata Hybrid, Mercedes C-класса, Toyota Prius: коэффициент Сх = 0,24
Небольшое дополнение, для сравнения коэффициентов лобового сопротивления в сходном классе:
У Ram 1500 c однорядной кабиной Regular Cab и задним приводом, коэффициент аэродинамического сопротивления (Cx) равен 0,360. Для Chevrolet Silverado Crew Cab 2014 модельного года этот коэффициент составляет 0,410, для Ford F-150 12 поколения он равен приблизительно 0,400 (результаты независимых измерений), для заднеприводных пикапов Toyota Tundra Cx =0,370, для полноприводных – 0,380.
2) Так норм или нет?
Ну, похуже Оки, на уровне УАЗ 31-60 и Гелика, но лучше остального в весовой категории :-) А если серьезно, то для легкового автомобиля большеват коэффициент (обычно он на уровне 0.2-0.5), а для грузового вполне себе норм (0.5-0.9), каким он и позиционируется.
3) Лобовуху зальёт грязью? Ну, судя по распределениям скоростей, вихрей, которые бы возвращали поток обратно нет, поэтому если и зальет, то только из-за впереди едущих и дождя :-)
На вопросы, которые чаще всего касались аэродинамики (в постах про сайбертрак) вроде ответил. Задавайте свои, придумаем что-нибудь.
Словарик:
CFD - методы вычислительной гидродинамики.
P.S. Я тут год назад давал обещание, что сравню аэродинамику двух тачек... Постараюсь все-таки выполнить обещание. Я честно помню.
На связи был солдат отряда вычислительной гидродинамики и теплообмена, ZaokskiyKENT.
Показать полностью
8
