螺旋桨、风车和引擎的思考——应徐老师的答和李老师的问。 (1346 bytes)
Date: March 11, 2011 11:36PM
如果不是看到徐老师的答[
bbs.sciencenet.cn],也就不知道有李老师的《风车的叶片问题-悬赏解答》[
bbs.sciencenet.cn]。在不知道悬赏是何物的情况下,徐老师给出了一些说法。
徐老师给出的说法是“玉石混淆”,一般人很难从中汲取出个所以然来。汽车发动机有两个指标:马力的扭矩。这个指标一般买过车的人都知道,但是能理解的不多,能用好的就更少了。
发动机的主要指标是马力(功率),但仅这一个指标还不能充分表达汽车发动机(引擎)的性能。功率的单位是单位时间做的功。因为功和扭矩在量纲上是一样的,功率可以表达成扭矩(T)x发动机转数(ω)。这个形式在物理上具有一般性的标准模式。引擎的扭矩是发动机转数(ω)的函数,这个事态应该很好理解。通过对功率作微分,可以知道扭矩实际上是功率的导数。从力学的意义上看,就是座标和速度的关系。
引擎与风车应该是“逆反”的思考。但是道理是一样的。对应着发动机转数(ω)的参量可以认为是风速。不同风速条件下的“扭矩”也不一样。各种叶片的设计方案的功率是周速比(叶片线速度/风速)的函数。
从发动机的角度看,维持变速器的高档位,发动机的高转数,有助于维持高功率。也就可以维持车的高速。这个道理用于飞机就是:维持(高速下的)高功率有助于维持高推力。那么叶片设计就必需是少数叶片的螺旋桨。相反,车在低速时要高效率,就要挂低档。低档就是叶片多的设计模式。低档的齿轮齿数就多,这与叶片多的设计是一致的。
就“是”论事儿,就“事儿”论是,就“事儿”论“事儿”。
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