Hjælp søges :-)

a) der må menes den vind, der passerer møllen. Find arealet A af møllen. I løbet af et sekund passerer der massen m = ρ*A*v*1sekund gennem møllevingerne. ρ er luftens densitet og v er vindhastigheden. Denne luft har energien ½m*v².

b) Gang resultatetet fra spørgsmål a med henholdsvis 0,35, 0,42 og 0,2.

c) Gang resultaterne i spørgsål b med de tilsvarende tider og adder.

d) divider resultatet fra c op i forbruget (NB det opgivne forbrug er vanvittig lavt, Har du skrevet det rigtig op? )

a)  Meningen er, at man skal beregne den passerende luftmasses kinetiske energi ( E = ½*m*v² ) gennem det areal som møllevingerne udspænder/roterer gennem, og at vindhastigheden på bagsiden af møllevingerne er 0, således at al luftens kinetiske energi omdannes til akseleffekt. Så du skal beregne massen af luft, der bremses op af vingerne pr. sek. for derved at beregne effekten.

Men opgavens antagelser om, at beregningen kan foretages på denne måde, er åbentlyst forkerte af mange årsager, og jeg fatter ikke at elever tilstilles sådanne vildledende opgaver, når andre typer opgaver kan gives.

En rigtig beregning er særdeles kompliceret, men du må klø på med ovenstående forklaring.

Der skal stå 

Der spørges om effekten af vinden, hvilken er realistisk nok. Ikke alt energi i vinden kan udnyttes; men der er angivet udnyttelsesgraden, som er det virkelige vanskelige at beregne. Det er også derfor  at udnyttelsesgraden er angivet

#4:  Jamen det svarer jo til at man antager en helt urealistisk høj brændværdi for benzin, der burde få en bil til at kunne køre 1000 km/l. Når så bilen ikke kan det, korrigerer man regnestykket ved at tildele benzinmotoren en virkningsgrad på 2%.

Resultatet bliver så måske realistisk, men beregningsprincippet er hamrende forkert, og dermed vildledende.

#5 jeg er ikke enig. Der spørges om hvor meget energi, der er i vinden, og det kan beregnes.  Eleverne har ikke skygge af chance for at lave disse effektivitesberegninger, og derfor får de dem opgivet

Opgavens princip er som udgangspunkt, at vindhastigheden aftager til 0, og det gør den langtfra.

Rotorradius er opgivet til 27 m, men hvor mange propelblade er der på denne rotor, hvordan er de udformet, osv.

Eleverne står tilbage med opfattelsen af, at den slags detaljer er fuldstændig ligegyldige. Og nej, ikke mange kan beregne sådanne effektivitetsgrader, bl.a. fordi:  Effektivitetsgrad af hvad?  Af hvilken tilført energi ?

Vil du bilde mig ind at Vestas tager udgangspunkt i luftmassens kinetiske energi, beregner en effektivitetsgrad ud fra rotorens udformning, og det er så det?  De kan måske estimere det ud fra erfaringer, simulere det ved modeller i mindre skala i en vindtunnel, for til sidst at måle efter på en prototype.

At udgangspunktet er at vinden aftager til 0, må stå helt for din egen regning. Der er ikke antydning af det i opgaven. Formlen for hvor meget energi der er i vinden er i høj grad relevant. Jeg har set den angivet flere gange første gang for mange år siden i materiale fra vindmølleindustrien.  Den er omtalt i den engelske version af wikipedia.

Du undervurdere også eleverne groft.

Det er dig der i i #2 i sidste linje har angivet at det skal beregnes. ("En rigtig beregning er særdeles kompliceret, men du må klø på med ovenstående forklaring") .

Jeg ved ikke hvordan man finder disse effektiviteter (gør du?) Hvis jeg skulle gætte vil det være at de brugte en blanding af hydrodynamiske beregninger og eksperimenter/målinger

At vinden aftager til 0, indikerer du jo selv i #1, for gør den ikke det, hvad aftager den så til ?

Du skriver:  Denne luft har energien ½m*v².

Kalder vi vindene på forside/bagside for  v_ind , v_ud  er vi vel enige om at "afkastet" af vindenergi må være:

ΔE = ½m*(v_ind² - v_ud²)

. . . baseret på beregningsprincippet !

Ad:  Jeg ved ikke hvordan man finder disse effektiviteter (gør du?) Hvis jeg skulle gætte vil det være at de brugte en blanding af hydrodynamiske beregninger og eksperimenter/målinger

Det mener jeg at have redegjort for i sidste sætning i #7.

Ad:  Du undervurdere også eleverne groft.

Hvori ligger denne undervurdering ?

Jeg skriver intet sted at vinden aftager til 0, og jeg vil gerne have mig frabedt. at du beskylder mig for at sige sådan noget vrøvl.

#10:  I princippet undlader du at subtrahere energien  E_ud = ½m*v_ud².

I stedet beregner du E_ind = ½m*v_ind² og multiplicerer denne energi med en varierende "virkningsgrad".

Jeg refererer til  #1, svar på spørgsmål a) og b).

Jeg skal ikke subtrahere ½mv_ud² Det vil være forkert i forhold til hvad der spørges om. og hvad jeg beregner. Der spørges om hvor meget energi, der i vinden ikke om hvor meget energi der forsvinder fra vinden 

Jeg angiver samme fremgangsmåde som du i  #2, men tilføjer:

Men opgavens antagelser om, at beregningen kan foretages på denne måde, er åbentlyst forkerte af mange årsager, og jeg fatter ikke at elever tilstilles sådanne vildledende opgaver, når andre typer opgaver kan gives.

En rigtig beregning er særdeles kompliceret, men du må klø på med ovenstående forklaring.

Altså:  Jeg kritiserer opgaveformuleringens indikation af en principielt forkert fremgangsmåde i min tilføjelse. Det er tilsyneladende den tilføjelse du er uenig i.  Jeg fastholder at det vil være korrekt at subtrahere E_ud, for så at multiplicere energiforskellen, E_ind-E_ud, med en virkningsgrad.

Det har jo med princippet om "energiens bevarelse" at gøre, hvilket i mine øjne er et vigtigt princip.

Du er ikke ansvarlig for hvordan opgavestilleren forholder sig til opgavens løsning, og jeg vil ikke blande mig i hvordan du besvarer spørgsmål på baggrund af  opgavestillerens "forholden sig", men jeg forebeholder mig ret til at tilføje "fodnoter" - også selvom du er uenig i disse - når jeg finder grund til dette.

Tak.

Er det her så rigtigt?

Skal timerne i spørgsmål c) omregnes til sekunder?

Enten det eller du skal omregne effekterne til J/time eller kJ/time

#13

Du har kritiseret mig og opgavestilleren samt noget yderligere kritik af opgaven baseret på, at du tror at vi har beregnet energifaldet i vinden ved passagen af møllen. Vi har beregnet energien i vindet ikke energifaldet i vinden, så din kritik holder ikke.  Hvis du mener vi skulle have beregnet energifaldet i stedet for energien kan du evt. komme med en begrundet kritik af det, hvis du ønsker det.

#16:  Jeg har begrundet kritikken i bl.a. #13, men du læser det ikke.

#16:  Lad mig nu sige at der i de norske fjelde i en højde af 1000m løber en elv. Et sted i terrænet er der et fald på 10m. Man foranstalter en vandturbine med en virkningsgrad på 100% for at udnytte energien.

Dette vand har, i toppen af faldet, en potentiel energi = m*g*1000[m]  ( refereret til havets overflade ).
V_ind ( ved vindmøllen ) har en kinetisk energi = ½*m*v_ind²   ( refereret til vindstille ).

Siger du, at vandturbinen har en energiydelse = m*g*1000[m]*ρ ,  ρ = 0,01

eller siger du at

vandturbinens energiydelse = ( m*g*1000[m] - m*g*990[m] )*ρ , ρ = 1,00 ??

Tilsvarende:

Siger du at vindmøllen har en energiydelse = ½*m*v_ind² * ρ₁

eller siger du at

vindmøllens energiydelse = ( ½*m*v_ind² - ½*m*v_ud² ) * ρ₂

Og, nej, jeg er ikke enig i, at "det kan da være ligegyldigt", og jeg er ret ligeglad med, hvad du kan finde på wikipedia. Sidstnævnte er i hvert fald ikke et begrundet argument.