[爆卦]風車葉片角度是什麼?優點缺點精華區懶人包

為什麼這篇風車葉片角度鄉民發文收入到精華區:因為在風車葉片角度這個討論話題中,有許多相關的文章在討論,這篇最有參考價值!● 9679 30 4/22 Entropy1988 □ [閒聊] [禁書] 校園都市的風力發電...

● 9679 30 4/22 Entropy1988 □ [閒聊] [禁書] 校園都市的風力發電機
文章代碼(AID): #1HTKP4pY

作者: Entropy1988 (EDward) 看板: C_Chat
標題: [閒聊] [禁書] 校園都市的風力發電機
時間: Mon Apr 22 22:16:33 2013

註!含有 魔法禁書目錄 及 超科學電磁砲S 的風力發電機畫面。

雖說沒什麼提到劇情,劇透的問題或許輕微,但是還是有疑慮的話,

就請不要繼續看下去。


可使用網頁版http://www.ptt.cc/bbs/C_Chat/M.1366640196.A.CE2.html






校園都市裡面很多風力發電機。動畫裡面,總是有畫面要帶到風機,
就跟熱帶島嶼故事要帶到椰子樹差不多。
不過是到了超科學電磁砲S我才開始注意這些風機的葉片的運轉方向。

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就我觀察現實中的風機(長得很像螺旋槳、電風扇的這一類),
假如把它當成一台電風扇,通常它的受風方向是這樣:
http://i.imgur.com/ii9c1E4.jpg
我就把這個承受風的方向叫作「正面受風」。
我也看過一些機型它受風的方向是相反的(我自己叫作「反面受風」)。
不過以圖片中的這種類型來說,我想是正面受風,我還沒看到例外。
也許是顧慮到,假如以反面受風的方式,風會先撞上塔柱才碰上葉片,
干擾比較多。

在確定了受風的方向後,要判斷一台風機的葉片在受風時會用什麼方向轉動,
可以從葉片的「傾斜角度」或者「刀背向前」來看出。
不過這些都是目前我個人比較粗略的觀察。

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首先是傾斜角度。這裡我想搬出一種有差異但是類似的風車種類來輔助說明:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4d/Water_Pumping_Windmill.jpg
他的每個葉片是一片片的金屬片。這些個別的金屬片並不是平鋪在同個平面上,
而是都有某個傾斜的角度。
因為這個角度的關係,風車受風後,葉片就會產生旋轉風車的力量,讓風車轉動。
圖片裡的這種風車,風是從你吹向畫面內的方向。
我們可以從葉片的傾斜方向來判斷他產生的力的方向。
以風車現在最上方的葉片來說,它受到了從你吹向畫面內的方向的風,
他將會得到一些往右的力量,這可以從葉片的傾斜方向看出。
至於最下方的葉片是得到向左的力量。這些葉片就這樣帶動風車順時鐘轉動。
假設現在風車葉片的傾斜方向完全相反,像這樣:
http://i.imgur.com/IcEfYhb.jpg
那麼,例如最上面的葉片,在受風時會得到向左的力量。風車會逆時鐘轉。
或許可以借用飛機機翼的名詞,把這個角度叫作攻角。
http://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_attack

不過這個判斷方法有個很根本的問題,
風機葉片的剖面形狀通常不是像金屬片那樣是扁平的,
運作原理也不盡然是靠攻角。
其次,葉片的剖面形狀是曲面了也造成了在畫面上判斷傾斜方向的困難。

葉片的剖面形狀類似機翼剖面
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:SSchlagRotorblatt.jpg

然而我初步想如果風機葉片存在著這種傾斜角度(攻角)的話,
風機也很難違背傾斜角度的規則來運作,
所以我姑且準備了傾斜角度這個判斷法來用。

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其次是「刀背向前」我承認我拿這個判斷法來用並不是很有把握,
算是一個用歸納法從觀察實際的風機得出的結果。
但是「刀背向前」在畫面上是相對容易辨認的。
http://i.imgur.com/NCi4GyP.jpg
請看葉片形狀。(C-1)這樣看過去,葉片的形狀有些類似吃牛排會用到的餐刀,
只是刀柄變短很多,接在葉片的中心轉軸上。

葉片裡有的部位比較圓厚,而有的部位比較扁平。(C-2)我觀察到的風機葉片,
肥厚的部位的方向是葉片運轉前進的方向(C-3)。我套用機翼設計的原理來看,
我想這個圓厚-扁平的空氣動力外型設計製造了壓力差,推動葉片轉動。
從葉片根部到葉片末端的直線上,是相對圓厚的部位,除此之外的地方是比較扁平的,
我想這是有助於葉片支撐強度的設計。以餐刀的比喻來說,
刀背是向前的方向,刀刃是向後的方向。

http://youtu.be/sLXZkn2W-lk?t=13s
(參考用)

這樣看來前面畫面裡的風機,將會順時鐘轉動:
http://i.imgur.com/lEAuR88.jpg

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就我對現實風機運轉的方向的粗略觀察,「傾斜角度」和「刀背向前」不會互相違背。

http://i.imgur.com/tpqPbOU.jpg
現在風機的正面面對著你。就我對風機的觀察,葉片圓厚的地方會離你比較近,
扁平的地方離你比較遠。這樣子的傾斜方向,
會讓正面受風的風機用順時鐘運轉。這剛好符合刀背向前的原則。

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小結對於風機葉片轉動方向的判斷。
首先要用「正面受風」的方式決定風吹在風機上的方向,風機總是正面受風。
然後分別用「傾斜角度」還有「刀背向前」來判斷風機會是順時鐘或逆時鐘轉動
(視角從正面看過去,像「正面受風」的方向)。
最後判斷動畫裡的轉動方向是否和前面的方法判讀出的一樣。

我會用「刀背向前」為主,「傾斜角度」為輔。
「傾斜角度」的判讀,不是不容易,就是做不到,幾乎都有爭議。
這是因為葉片的剖面形狀不單純。以後關於這個爭議我就不註解了,
但是我會看狀況簡述判讀的根據。

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〈魔法禁書目錄片頭〉
請見圖1、2
http://i.imgur.com/z09WGFp.jpg

圖1:
「刀背向前」:逆時鐘
「傾斜角度」:逆時鐘(用右邊的風機判斷)
「動畫演出」:逆時鐘
→《符合》

圖2:
「刀背向前」:順時鐘
「傾斜角度」:順時鐘
「動畫演出」:逆時鐘
→《違反》

動畫裡,圖1的後面緊接的就是圖2。結果葉片的形狀瞬間就反轉了,不太自然。
雖然說他們都是逆時鐘運轉,但是這卻讓它們一個《符合》一個《違反》,
圖1與圖2,是矛盾的;除非它們可以不遵守「正面受風」。
不過之後我還是會繼續使用「正面受風」。


〈魔法禁書目錄第10話,16分鐘以後〉
請見圖3、4、5
http://i.imgur.com/cpWSogF.jpg

「刀背向前」:順時鐘
「動畫演出」:順時鐘
→《符合》


〈魔法禁書目錄第11話,21分鐘以後〉
請見圖6
http://i.imgur.com/SijDlLR.jpg

「刀背向前」:順時鐘
「傾斜角度」:順時鐘
「動畫演出」:順時鐘
→《符合》


〈超科學電磁砲S第1話,約2分30秒後〉
請見圖7
http://i.imgur.com/Xxen8Za.jpg

「刀背向前」:逆時鐘
「傾斜角度」:逆時鐘
「動畫演出」:順時鐘
→《違反》


〈超科學電磁砲S第1話,約2分50秒後〉
請見圖8
http://i.imgur.com/ICULBVC.jpg

「刀背向前」:逆時鐘
「動畫演出」:順時鐘
→《違反》


〈超科學電磁砲S第1話,20分鐘後〉
請見圖9、10
http://i.imgur.com/dZMovZy.jpg

「刀背向前」:逆時鐘
(以特寫美琴坐在風機上的圖9那幕來看。再次註記,視角是從正面來看。)

「動畫演出」(美琴所在的風機):逆時鐘 →《符合》
「動畫演出」(其他台風機):順時鐘 →《違反》


〈魔法禁書目錄第14話,10分鐘以後〉
請見圖11、12、13
http://i.imgur.com/SoiTS8X.jpg

這個例子其實並不是風推動風機,而是風機受到了外來電力,開始轉動。
我想順道提一下。「動畫演出」是逆時鐘轉動。以葉片攻角來看,
這樣可能會產生方向是吹出畫面方向的風。但是這和「刀背向前」的方向相反,
我猜會產生其他亂流。
當電扇來用並不是這些風機原本設計的用途,在空氣動力上可能會很沒效率。

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上面是關於轉動方向的事情。再來是關於風機分佈位置的事情。
雖然我不是專家,不過我覺得校園都市裡有些風機的位置有些奇怪。
http://i.imgur.com/Sz9ubAd.jpg
主要的疑點在於,這些風機很靠近建築群,常常是直接安插在其中。
高樓會妨礙風的流動,這對風力發電不利,一來風力變小,
二來如果氣流破碎得比風機直徑還要小,我猜就對風機的效率有很大影響。
而風機放在建築群裡也帶來一些危險。
http://youtu.be/uDvmp2EjCvQ
(音樂不討喜,請留意音量。)

http://youtu.be/I2NscsOj2AY
這片不需要看完。我想指出的是它起火以後,因為葉片還在轉動,
看起來消防隊會很難靠近。

另外就是噪音之類的干擾問題。

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對於劇組在這些風機的製作上,我有一些擔心,

因為看起來這些風機並沒有很完全的統一。

有時候會出現照理說要順時鐘轉的風機,但是它有時順時鐘轉有時逆時鐘轉;

又另些時候會出現照理說要逆時鐘轉的風機,但是它有時順時鐘轉有時逆時鐘轉。

大家有興趣的話也可以看一下這些風機。

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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 1.34.54.3
TaiwanXDman:你可以改用論文的格式來寫 04/22 22:18
Vladivostok:其實有些不是發電機吧 是大型現代藝術裝置 04/22 22:18
librex:嗯..我END了 反著轉不是學園都市的都市傳說嗎 XDD 04/22 22:18
defenser:台灣的風力發電機有很多配置也不合理論阿,畢竟是裝飾 04/22 22:19
※ 編輯: Entropy1988 來自: 1.34.54.3 (04/22 22:19)
std94003:看到一半就END了 基本上都市中用風力發電就很不科學了 04/22 22:19
TaiwanXDman:其實他們都用御坂妹發電 04/22 22:20
syoutsuki77:原PO你真的確定JC考究過風力發電嗎..._A_ 04/22 22:21
syoutsuki77:說不定他們只是隨興畫的... 04/22 22:22
kylin936:大家都以為那是風力發電機 其實那是刮鬍刀 04/22 22:23
JAYMA56:不是聽說靠妹妹發電媽店風車會變風扇反轉 04/22 22:24
youngluke:我覺得他們只是畫了個很像的東西在那邊看心情轉而已.... 04/22 22:24
hmnc:話說回來 像最近苑裡都在抗議風力發電噪音問題 學園都市裝這 04/22 22:25
charlietk3:動畫組只是憑自己對風力發電機的印象來畫而已 04/22 22:25
eastwing:如果這部是京阿尼做的,我會覺得值得討論,可是這部是JC... 04/22 22:25
Entropy1988:看大家這樣講,JC是做得很隨便還是...... 04/22 22:26
KS571:你把他當佈景就好,現實上根本不會這樣裝阿 04/22 22:26
zseineo:我是覺得當初河馬應該也沒想很多吧www 04/22 22:27
zseineo:我猜河馬的想法是:決定好一方被干涉的方式>在都市裏面設定 04/22 22:27
zseineo:一堆風力發電機 04/22 22:27
adolfal007:看到大戰時的學園都市科技...這風力發電絕對是裝飾 04/22 22:27
zseineo:所以說是為了讓一方被打那一拳才有那麼多發電機的(誤? 04/22 22:28
enfis:作畫人員不會想那麼多吧...... 04/22 22:28
我最在意的還是有幾台根本就是逆著轉,像是最近的電磁
砲S全部都逆轉,除了被美琴逆轉的那一台逆逆得正。(第1話)
只是...要是大家都覺得JC出問題很正常的話那我也只好
放鬆心情笑一笑。
hmnc:些大風扇會有噪音嗎?還有學園都市有沒有風扇相距各1500公尺 04/22 22:29
eastwing:zseineo說的可能就是事實... 04/22 22:29
deepseas:風扇噪音我想在他們的腦袋裡根本沒有想過吧 04/22 22:31
ehentai:這篇超認真的XD 04/22 22:32
MRZ:此乃QB牌電風扇,不是用來發電的~ 04/22 22:32
librex:御坂妹:御坂去發電機旁邊散步還要你們管嗎 奇怪诶你們 04/22 22:34
twflanker:還有一個可能性:variable prop pitch 04/22 22:36
請教這是...
SaberTheBest:優質好文 04/22 22:38
Rain0224:其實是讓一大群御坂妹去踩發電腳踏車來供電 (拖 04/22 22:38
hmnc:御版妹自己沒有電嗎?還是乾脆美琴以一擋N好了 ... 04/22 22:39
Ricrollp:結果到時候發現這是某個陰謀的伏筆 瞬間神作畫 04/22 22:40
twflanker:簡單來說就是槳葉的傾斜角度(pitch)可變, 04/22 22:41
喔這倒是可能的解釋。
不過,還是,低效率地反著轉不如乾脆高效率地正常轉,
風力發電機本來就可以改變自己面向的方向。
snocia:上一季電磁砲特典有吐槽過學園都市裡的風車 04/22 22:42
mackywei:認真的說:改用論文格式發應該很有趣。 04/22 22:42
※ 編輯: Entropy1988 來自: 1.34.54.3 (04/22 22:44)
twflanker:風速超標的時候甚至可以順槳(feathering),減少受力 04/22 22:42
snocia:說大都市裡放風車有用嗎、發的電夠用嗎、根本是用電運轉吧 04/22 22:43
snocia:之類XD 04/22 22:43
twflanker:可以參照現代的渦槳飛機,這些飛機的逆推力幾乎都是用 04/22 22:44
twflanker:可變距螺旋槳達成的,在部分船隻上也有運用 04/22 22:46
Entropy1988:謝謝twflanker的意見 04/22 22:47
twflanker:如果我沒記錯大型的wind turbine幾乎都是可以變距的 04/22 22:49
kerorok66:推解說 04/22 22:49
twflanker:一來可以依照風速調整pitch,發電風速較廣,颱風來的時候 04/22 22:50
Entropy1988:應該都可以。葉片的根部那有定位馬達。 04/22 22:50
twflanker:也可以順槳減少阻力(免的被吹爛) 04/22 22:50
PsycoZero:不要吐這個,光是發電時的聲音就應該很吵了... 04/22 22:51
twflanker:風力發電吵得要死阿,不過反正七倍音速的HsB-00都弄的出 04/22 22:54
twflanker:來,說不定平凡的風車外貌下是超越世界水平50年以上的CFD 04/22 22:55
twflanker:結晶,完全無噪音這樣(超大誤) 04/22 22:55
ruo01332000:颱風來的時候會以Y字型停止葉片旋轉 然後葉片呈90度 04/22 22:57
Valerian:之前有人提過,學園都市裝這麼多風扇才是學生失控主因 04/22 23:04
MRZ:就是我提的啊XD 04/23 01:04
shintz:那只是大型電風扇 用來調節氣流溫度的 04/23 02:28
mstar:其實學園地底深處有無數妹妹複製體,跟駭客任務一樣用來發電 04/23 09:34
jasOTL:我看完了。 覺得原po好認真!! 照著原po的文章去看 真的有這 04/23 11:25
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Entropy1988:謝謝jasOTL的意見 04/23 12:06
pc007ya: 我看完了 哇靠 也是因為滿有興趣的 給推 04/23 18:21

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