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Creato da paoloalbert il 20/12/2009

CHIMICA sperimentale

Esperienze in home-lab: considerazioni di chimica sperimentale e altro

 

 

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Ma perchè tre pale? (Prima puntata)

Post n°84 pubblicato il 04 Marzo 2011 da paoloalbert
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- Ma perchè mai i generatori eolici hanno tutti tre pale?- mi chiese qualche tempo fa il mio amico Guglielmo, anche lui come il sottoscritto un "curiosone" di scienza e tecnica.
Bella domanda! Preso in contropiede, la mia risposta immediata fu: -perchè il "tre pale" è la situazione strutturale con il massimo rendimento fluidodinamico/economico.

Ero sicuro della giustezza della risposta (e la confermo ancora di più ora) ma restava da vedere il perchè, senza il quale una risposta anche se corretta non ha senso.
Ho cercato navigando in rete di dare una motivazione soddisfacente a questa risposta data di getto, senza coinvolgere concetti e formule matematiche, ma solo bastando una spiegazione che potesse essere capita intuitivamente.

L'obiezione che il profano (intendo il profano evoluto, non colui che bovinamente non si chiede mai niente!) fa di solito è:
- perchè solo tre pale? Perchè tutto quello spazio tra una pala e l'altra, dove il vento passa senza spingere? Se con tre pale spinge con forza 3, con otto pale spingerà con forza 8! Elementare Watson!

Nossignori... elementare un cavolo! Vediamo se riesco a riassumere le motivazioni fisiche che mi hanno convinto che effettivamente il sistema a tre pale è il migliore compromesso.

Il mio amico giustamente osservava che i rotori eolici usati per pompare l'acqua nelle fattorie western hanno tantissime palette, tante che quasi non ci vede attraverso... quelli sì che dovrebbero rendere!
Nossignori nemmeno qui: questi generatori eolici rudimentali (come i bei mulini a vento del paese dei tulipani) sfruttano il vento secondo la teoria della turbina ad impulso, in cui l'energia prelevata dal vento è solo quella parte di energia meccanica bruta che sbatte sulle pale e le spinge via; in questi rotori le pale sono dei semplici pannelli piani che essendo angolati rispetto alla direzione del vento ricevono una spinta laterale la cui componente sommata tra tutte le varie pale crea la rotazione. L'efficenza di questi antichi rotori, pur essendo bassissima (non essendoci mezzi di paragone!), era però ottima a quei tempi piuttosto di niente e non mancando mai il vento si pompava acqua e si macinava il grano che era un piacere!

I moderni generatori eolici basano invece il loro funzionamento non sulla spinta ma sull'effetto di portanza creato sulle pale dal flusso del vento; le pale in questo caso non sono più dei pannelli piani ma sono strutture a profilo alare altamente efficenti dal punto di vista aerodinamico, esattaemente come la differenza tra il flusso di aria che scorre sotto e sopra le ali di un aereo lo tiene sollevato o come una barca Hi-Tech che partecipa alla America's Cup vola sull'acqua grazie al flusso d'aria che scorre davanti e dietro alle sue vele.

Eliminiamo quindi subito i generatori "tipo western" (la cui efficienza è paragonabile agli ottocenteschi battelli a pale del Mississippi) e teniamo buoni quelli moderni (la cui efficienza è paragonabile alle eliche delle superpetroliere).

Fine della prima puntata: poichè il discorso tutto unito era troppo lungo e diventava noioso, lo devo spezzare addirittura in tre parti; fra un po' di tempo la seconda puntata.

 
 
 
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