DEE Tuulivoiman perusteet, 5 op
|
|
- Hanna-Mari Heikkinen
- 7 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 DEE Tuulivoiman perusteet, 5 op Risto Mikkonen SH 311 lukuvuosi , 4. periodi ma SE 201 ke SE 201 Lasse Söderlund SJ 202 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 1
2 KURSSIN KOTISIVU; SUORITUSVAATIMUKSET DEE Suoritusvaatimukset: Hyväksytysti suoritettu tentti Kolmen hengen ryhmissä tehtävä harjoitustyö 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 2
3 KURSSIN TAVOITTEET (1/2) Uusiutuvat sähköenergiateknologiat ammattiaine pyrkii osin painottamaan aihepiirien taustalla olevia luonnonilmiöitä. Tarkoituksena on rakentaa uusiutuvien sähköenergiateknologioiden perustietämys niin vahvaksi, että se antaa hyvän pohjan jatkaa alalla eteenpäin. Tuulivoima on niin poikkitieteellinen ala, että monesta sen osa-alueesta saisi helposti oman kurssinsa. Tällä kurssilla pyritään antamaan käsitys mm. seuraavista asioista: Tuuli luonnonilmiönä: ilmavirtauksiin vaikuttavat voimat, ilmavirtausten tyypit Mitä tuulen teho tarkoittaa? Miten tuulisuutta voidaan mallintaa? Mihin tuulivoimalan roottorin toiminta perustuu? Mitkä asiat vaikuttavat lapojen muotoiluun? Miksi tuulivoimaloissa on yleisimmin vain kolme lapaa? Miksi tuulivoimaloissa käytetään erityyppisiä generaattoreita? Miksi on olemassa vakio- ja muuttuvanopeuksisia voimaloita? Miten tuulivoimalan energiantuotantoa voidaan ennustaa? Lisäksi käsitellään tuulivoiman hankekehitystä. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 3
4 KURSSIN TAVOITTEET (2/2) Tavoitteena on, että kurssin suoritettuaan opiskelija osaa vastata esimerkiksi seuraaviin kysymyksiin: Miksi ilmavirtaus kiertää matala- ja korkeapaineen keskuksia tiettyihin suuntiin tietyllä puolella maapalloa? Mistä tuulivoimalan kokonaishyötysuhteen teoreettinen yläraja, 59.3%, saadaan? Miksi tuulivoimalan energiantuotantoa ei voida luotettavasti arvioida pelkän tuulennopeuden vuosittaisen keskiarvolukeman avulla? Mitä tuuliturbiinin mekaaninen teho tarkoittaa? Miksi kaksilapaisen tuulivoimalan roottori pyörii nopeammin kuin kolmelapaisen? Mitä tuulivoimalan lapojen lukumäärän kasvattamisesta seuraa? Miksi tuulivoimalan lavassa on kierrettä lavan pituusakselin suhteen? Mitä tuulivoimalan lavan sakkaaminen tarkoittaa? Miten erityyppisten tuulivoimaloiden generaattorit eroavat toisistaan? Mitä tarkoittavat tuulivoimalan hyötysuhde, huipunkäyttöaika ja kapasiteettikerroin? Kurssi keskittyy tuulivoiman luonnontieteellisiin perusteisiin. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 4
5 DEE Tuulivoiman perusteet Aihepiiri 1 Tuuli luonnonilmiönä: Ilmanpaine Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 5
6 ILMAKEHÄN RAKENNE 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 6
7 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 7
8 MITÄ ON TUULI? Tuuli on ilmamolekyylien liikettä suhteessa maapallon pyörimisliikkeeseen. Täysin tyynessä säässä ilmamolekyylien ja maapallon pyörimisliikkeen nopeusvektorit ovat yhtä suuret, jolloin maanpäällisen tarkkailijan silmin ilma ei liiku. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 8
9 Ilmakehän rakenne Troposfääri ulottuu n km:n korkeuteen ja sen ylärajalla sijaitsee tropopaussi. Lämpötila laskee ylöspäin mentäessä xxx astetta. Myös ilmanpaine laskee. Lähes kaikki ilmakehään vaikuttavat sääilmiöt tapahtuvat troposfäärissä 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 9
10 Ilmakehän rakenne (Cont.) Stratosfääri ulottuu n. 50 km:n korkeuteen ja sen yläpuolisena rajana toimii stratopaussi. Stratosfäärin lämpötila nousee korkeuden mukana ollen stratopaussissa sama kuin maan pinnalla (otsonikerros). Otsonikerroksen vuoksi osa UV-säteilystä absorboituu stratosfääriin. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 10
11 Ilmakehän rakenne (Cont.) Mesosfääri ulottuu n km:n korkeuteen ja absorboi hyvin vähän Auringon lähettämää energiaa, lämpötila laskee ylöspäin mentäessä. Mesopaussissa lämpötila on noin C. Meteorit eli tähdenlennot esiintyvät osin mesosfäärissä ja osin termosfäärissä. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 11
12 Ilmakehän rakenne (Cont.) Mesosfääri vaihtuu termosfääriin ja lopulta n. 500 km:n korkeudella eksosfääriin, joka vaihtuu planeettainväliseen avaruuteen. Maan magneettikenttä ulottuu n km:n korkeudelle maan pinnasta ja se jakaantuu kahteen kerrokseen. Näillä kerroksilla on tärkeä tehtävänsä aurinkotuulen ohjaamisessa Maan ohi. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 12
13 Ilmakehän rakenne (Cont.) Magnetosfäärissä liikkuvat protonit aiheuttavat voimakasta säteilyä. Termosfäärin alaosassa sijaitseva ionosfäärissä syntyvät revontulet, jotka aiheutuvat ilmakehään osuvista varautuneista elektroneista ja protoneista. Myös radioaallot heijastuvat sieltä. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 13
14 Boforia Nimitys 0 Tyyni < 0,2 Tuulen nopeus m/s 1 Hyvin heikko tuuli 0,3 1,5 2 Heikko tuuli 1,6 3,3 3 Kohtalainen tuuli 3,4 5,4 4 Kohtalainen tuuli 5,5 7,9 Vaikutus maalla Savu nousee pystysuoraan [3] Tuulen suunnan huomaa savun liikkeestä, mutta tuuliviiri ei käänny. Tuuli tuntuu iholla; puiden lehdet kahisevat; tuuliviiri kääntyy. Puiden lehdet ja lehvät havisevat; kevyt lippu suoristuu. Maasta nousee pölyä ja irrallisia papereita; pienet oksat liikkuvat. Vaikutus merellä Peilityyni meri Meren pinnassa pieniä kareita. Pieniä, lyhyitä, selviä aaltoja, jotka eivät murru. Aallonharjat alkavat murtua; silloin tällöin läpinäkyvää vaahtoa aallon harjalla. pitkähköjä aaltoja, joiden harjalla valkoista vaahtoa 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 14
15 5 Navakka tuuli 8,0 10,7 6 Navakka tuuli 10,8 13,8 7 Kova tuuli 13,9 17,1 8 Kova tuuli 17,2 20,7 Pienet lehtipuut heiluvat. Suuret oksat heiluvat; puhelinlangoissa suhisee; sateenvarjoa vaikea pidellä. Puut heiluvat; on vaikea kulkea vasten tuulta. Puiden oksat katkeilevat; ulkona liikkuminen vaikeaa. Aallonharjat kauttaaltaan valkoisina vaahtopäinä; meri kohisee jatkuvasti. Aaltojen vaahto leviää; meri kohisee kumeasti. Aaltojen huiput murtuvat, vaahto järjestyy tuulen suuntaisiksi juoviksi, kohina kuuluu kauas. Aallot pitkiä ja verraten korkeita, vaahto tiheinä tuulen suuntaisina juovina. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 15
16 9 Myrsky 20,8 24,4 10 Myrsky 24,5 28,4 11 Myrsky 28,5 32,6 12 Hirmumyrsky 32,7 Rakennuksiin aiheutuu pieniä vaurioita (kattotiilet ja savupiippujen hatut irtoavat) Puut irtoavat juurineen, Rakennuksille aiheutuu huomattavaa vahinkoa. Metsää kaatuu; rakennukset siirtyilevät (erittäin harvoin sisämaassa). perinpohjaista tuhoa Aallot korkeita ja niiden pärske huonontaa hiukan näkyvyyttä; meri pauhaa. Merenpinta valkoisena vaahdosta; pauhu kovaa ja puuskittaista; pärske huonontaa näkyvyyttä. Näköpiirissä olleet laivat katoavat aaltovuorten taakse; koko merenpinta valkoisena. koko merenpinta valkoisena, näkyvyys erittäin huono 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 16
17 ILMANPAINE (1/2) Ilma kohdistaa voiman kaikkiin kappaleisiin, joiden kanssa se on kontaktissa. Unohdetaan gravitaatio, ja tarkastellaan ilmaa suljetussa vakiotilavuudessa. Suljetun tilavuuden seinämiin kohdistuva voima on seuraus tilavuuden sisällä olevien ilmamolekyylien satunnaisesta törmäilystä seinämiin. Ilmamolekyylien liikkeen vilkastuminen kasvattaa seinämiin kohdistuvaa voimaa. Liikkeen vilkkautta saadaan kasvatettua lisäämällä suljetun tilavuuden ilmamolekyylien määrää tai nostamalla lämpötilaa. Paine määritellään voimana pinta-alayksikköä kohti. Ilmanpaine tarkoittaa sitä voimaa pinta-alayksikköä kohti, jonka ilma kohdistaa sen kanssa kontaktissa olevaan kappaleeseen. Esimerkiksi polkupyörän rengaspaine kasvaa, kun lisätään ilmamolekyylien lukumäärää tai kasvatetaan niiden lämpötilaa. Suljetussa vakiotilavuudessa lämpötilan nostaminen ei kuitenkaan vaikuta ilman tiheyteen (kg/m 3 ). 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 17
18 ILMANPAINE (2/2) Ilmakehä ei ole suljettu tilavuus, joten esimerkiksi lämpötilan muutos aiheuttaa tiheyden muutoksen. Lisäksi gravitaatiolla on hallitseva merkitys ilmanpaineeseen ilmakehässä. Tietyn kohteen ilmanpaine mitataan ilman painona pinta-alayksikköä kohti. Mitä korkeammalla merenpinnasta ollaan, sitä pienempi on ilman paino, sillä sitä vähemmän kohteen yläpuolella on ilmaa, johon gravitaatio vaikuttaa. Keskimääräinen ilmanpaine merenpinnan tasolla vastaa noin yhden kg:n massaa neliösenttimetrille: kg 9.81 m s pavg Pa m Vaikka paineen SI-yksikkö on Pascal (N/m 2 ), ilmanpaine esitetään yleisimmin bareina: 1 Pa = 0.01 mbar p avg = bar = mbar. Pohdintaa: Jos merenpinnan tasolla sijaitsevan talon kattopinta-ala on 100 m 2 (10 6 cm 2 ), katon yläpuolella oleva ilma kohdistaa kattoon miljoonan kg:n massaa vastaavan voiman. Miksi talon katto ei romahda? 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 18
19 ILMANPAINEEN PYSTYSUUNTAISET MUUTOKSET Gravitaation seurauksena ilmakehän korkeimmat ilmanpainelukemat löytyvät merenpinnan tasolta, sillä maan vetovoima puristaa ilmaa sitä enemmän, mitä enemmän tarkastelukohdan yläpuolella on ilmamassaa. Mitä korkeampi on ilmanpaine, sitä suurempi on ilmamolekyylien määrä tilavuusyksikköä kohti eli sitä suurempi on ilman tiheys. Ohuessa vuoristoilmassa on alhaisen ilmanpaineen vuoksi happimolekyylien määrä tilavuusyksikköä kohden pienempi kuin merenpinnan tasolla. Siksi myös hengittäminen tuntuu hankalammalta. Pystysuuntainen ilmanpaineen profiili esitetään yleensä standardin ilmakehän avulla, joka on malli todellisesta ilmakehästä. Standardi ilmakehä perustuu ilmakehän olosuhteiden keskiarvoistamiseen kaikilla leveyspiireillä kaikkina vuodenaikoina. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 19
20 CASE Arvioi a) lämpötilan b) paineen muutosta korkeuden suhteen merenpinnan tasosta. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 20
21 HYDROSTATIIKAN PERUSYHTÄLÖ TERMODYNAMIIKAN ENSIMMÄINEN PÄÄSÄÄNTÖ dp gdz Taseraja Tasetila Ympäristö Suljettuun systeemiin tuotu lämpö + systeemiin tehty työ = systeemin sisäenergian muutos. du = dq + dw dq dw 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 21
22 TILAVUUDEN MUUTOSTYÖ dw rev F dx p Adx dv Adx W 1 2 =? dw rev pdv (Tasetilaan tuotu työ määritelty positiiviseksi) 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 22
23 ENTALPIA Entalpia h = aineeseen sitoutunut kokonaisenergia sisäenergian ja paisuntatyön summa h u pv 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 23
24 RECAP Adiabaattinen lämpötilan aleneminen dt dz 1 0 adiab. 100 C m p T p z z 2 ( z 5 km) 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 24
25 ILMANPAINEEN VAAKASUUNTAISET MUUTOKSET Gravitaatio vaikuttaa ilmanpaineeseen vain pystysuunnassa, joten vaakasuuntaiset muutokset johtuvat lämpötilan ja ilmankosteuden muutoksista. Lämpötilan kasvu pienentää ilman tiheyttä, mikä edelleen pienentää ilman painoa pinta-alayksikköä kohti. Lämpötilan kasvu pienentää ilmanpainetta. Ilma sisältää aina kosteutta, joten vesimolekyyli kuuluu ilmamolekyyleihin. Ilmankosteuden muutokset aiheuttavat ilmamolekyylien massan muutoksen. Veden molekyylimassa on pienempi kuin hapella ja typellä. Koska vesimolekyyli ottaa ilmassa happi- tai typpimolekyylin paikan, ilmankosteuden lisääntyminen pienentää ilman massaa, mikä edelleen pienentää ilman painoa pinta-alayksikköä kohti. Ilmankosteuden kasvu pienentää ilmanpainetta. Vaakasuuntaiset ilmanpaineen muutokset määrittävät pääosin vallitsevan säätilan, vaikka ne ovatkin huomattavasti vähäisempiä kuin pystysuuntaiset muutokset. Pystysuunnassa ilmanpaine muuttuu useita satoja millibareja, kun noustaan muutaman kilometrin korkeudelle merenpinnasta. Vaakasuunnassa ilmanpaineen muutos jää lähes aina 100 mbarin alapuolelle. Sääkartoilla esitetyt ilmanpainelukemat ovat aina lukemia merenpinnan tasolta. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 25
26 MATALA- JA KORKEAPAINEET Sääennusteiden ilmanpainekartat esittävät merenpinnan tason ilmanpainelukemia tasa-arvokäyrien, eli isobarien, avulla. Ilmanpaine pysyy vakiona tasaarvokäyrää pitkin kuljettaessa. Matalapaineen keskuksessa ilmanpaine on ympäristöään alhaisempi. Korkeapaineen keskuksessa ilmanpaine on ympäristöään korkeampi. Absoluuttiset ilmanpainelukemat eivät kuitenkaan ole ilmavirtausten kannalta tärkeässä roolissa. Sen sijaan painegradientilla, eli paineen muutoksella pituusyksikköä kohti, on ratkaiseva rooli. Pohdintaa: Miten painegradientti käy ilmi ilmanpainekartasta? 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 26
27 TENDENSSI Ilmanpaineen muutosnopeuden mittana on ilmanpaineen tendenssi eli ilmanpaineen muutos kolmessa tunnissa. Ilmanpaineen noustessa se on positiivinen ja laskiessa negatiivinen. Tavallisimmat muutosnopeudet ovat luokkaa 0-2 mbar / 3h. Voimakkaiden myrskyjen yhteydessä tendenssi voi olla huomattavasti suurempi. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 27
28 TUULI LUONNONILMIÖNÄ Tuuli on ilman liikettä suhteessa maapallon pyörimisliikkeeseen. Ilmavirtojen liikkeeseen vaikuttavia voimia voidaan luokitella viisi kappaletta: Painegradienttivoima Keskihakuvoima Coriolis-voima Kitka Gravitaatio 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 28
29 PAINEGRADIENTTIVOIMA Painegradientti poikkeaa nollasta, jos ilmanpaine muuttuu paikan suhteen. Painegradientti saa ilmamolekyylit liikkeeseen painegradienttivoima. Ilmiötasolla kyse on kaasujen ja nesteiden tiheyserojen tasoittumisesta, jota luonnontieteissä kutsutaan yleisesti diffuusioksi. Ilmanpaineen absoluuttinen arvo ei vaikuta painegradienttiin. Ainoastaan ilmanpaineen muutoksella ja kohteiden välisellä etäisyydellä on merkitystä. Kuvan kaikissa tilanteissa painegradientin itseisarvo pysyy muuttumattomana, 0.02 mbar/m. Kuvassa (c) painegradientin suunta on vastakkainen kuviin (a), (b) ja (d) verrattuina. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 29
30 PAINEGRADIENTTIVOIMA Fpg m Fpg m Fpg m, y, z 1 d p dx, x = ilmasolun tiheys 1 d p dy 1 d p dz p = ilmanpaine m = ilmasolun massa Kyseessä on yksinkertaisesti Newtonin II peruslaki F pg, x m 1 d p dx kiihtyvyys 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 30
31 KESKIHAKUVOIMA Newtonin I laki: kiihtyvässä liikkeessä olevaan kappaleeseen kohdistuu aina nollasta poikkeava nettovoima. Kaarevalla radalla oleva kappale on aina kiihtyvässä liikkeessä, sillä mahdollisesta vakiovauhdista huolimatta nopeuden suunta muuttuu jatkuvasti. Kun moukarinheittäjä irrottaa vaijerista, metallikuula lähtee tangentin suuntaan, jolloin vakionopeus on ideaalitilanteessa mahdollista. Ennen irrottamista heittäjä kohdistaa moukariin sisäänpäin vaikuttavan voiman, joka rajoittaa sen liikeradan ympyräksi. Tätä voimaa kutsutaan keskihakuvoimaksi. Keskihakuvoiman suunta on aina kaarevan radan keskipistettä kohti. Ilmavirtojen reitit ovat harvoin suoria, joten keskihakuvoima vaikuttaa myös tuuliin. Ilmavirtojen yhteydessä keskihakuvoima ei ole oma itsenäinen voimansa, vaan se on seuraus muiden voimien välisestä epätasapainosta. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 31
32 CORIOLIS-VOIMA (1/3) 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 32
33 CORIOLIS-VOIMA (2/3) Punainen nuoli osoittaa ilmavirtauksen suuntaa. Kuvassa (a) suunta on tarkastelun alkuhetkellä alhaalta ylös (etelästä pohjoiseen) sekä avaruudessa olevan että maanpäällisen tarkkailijan silmin. Kuva (b) esittää samaa tilannetta hieman myöhemmin. Avaruudessa olevan tarkkailijan silmin ilmavirtauksen suunta on edelleen alhaalta ylös, mutta koska maapallon ilmansuuntakoordinaatisto kiertyy maapallon pyöriessä, maanpäällisen tarkkailijan silmin ilmavirtauksen suunta ei enää olekaan etelästä pohjoiseen. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 33
34 CORIOLIS-VOIMA (3/3) Jos maapallo ei pyörisi, ilma virtaisi suoraan korkeapaineesta matalapaineeseen. Coriolis-ilmiö on seuraus maapallon pyörimisestä oman akselinsa ympäri. Pyörimissuunta on kohti itää, minkä vuoksi maapäällisen tarkkailijan silmin ilmavirtaus kaartuu pohjoisella pallonpuoliskolla oikealle ja eteläisellä vasemmalle. Mitä nopeammin ilma virtaa, sitä voimakkaammin coriolis-ilmiö vaikuttaa. Mitä nopeammin ilma virtaa, sitä pidemmän matkan se kulkee aikayksikössä. Mitä pidemmän matkan ilma liikkuu, sitä suurempi on coriolis-poikkeaminen. Tangentiaalinen nopeus =maan pyörimisliikkeestä seuraava maan pinnan tangentin suuntainen nopeus itäänpäin. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 34
35 KITKA (1/2) Kitka mielletään usein kiinteiden kappaleiden välistä liikettä vastustavaksi voimaksi. Kitka on kuitenkin merkittävä tekijä myös nesteiden ja kaasujen liikkeessä. Nesteen ja kaasun sisäistä kitkaa kutsutaan viskositeetiksi. Mikroskooppisesti nesteen/kaasun kitka johtuu molekyylien satunnaisesta liikkeestä. Molekyyliviskositeetti ei kuitenkaan merkittävästi vaikuta suuremmassa mittakaavassa ilmavirtojen liikkeeseen. Suuressa mittakaavassa nesteen/kaasun kitka johtuu virtauksen pyörteistä. Pyörreviskositeetti vaikuttaa merkittävästi ilmavirtojen liikkeeseen. Kun ilmavirtaus kohtaa esteen, pyörteitä syntyy kuvan mukaisesti esteen taakse. Osa ilmavirtauksen liike-energiasta kuluu pyörteisiin, joten pyörreviskositeetti hidastaa ilmavirtauksia. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 35
36 CASE - PYÖRREVISKOSITEETIN HYÖDYNTÄMIEN 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 36
37 KITKA (2/2) Mitä epätasaisempi maan pinta on, sitä voimakkaammin pyörreviskositeetti hidastaa ilmavirtausta. Esimerkiksi pelto hidastaa ilmavirtausta vähemmän kuin metsä. Pyörreviskositeetti heikkenee nopeasti, kun etäisyys maan pinnasta kasvaa. Tästä syystä tuulen nopeus on sitä suurempi, mitä korkeammalle noustaan. Kun noustaan noin 1 km korkeudelle maan pinnasta, pyörreviskositeetti ei enää käytännössä vaikuta ilmavirtaukseen. Sitä ilmakerrosta, jossa pyörreviskositeetti hidastaa ilmavirtausta, kutsutaan rajakerrokseksi tai kitkakerrokseksi. Rajakerroksen paksuus on luokkaa 1 km.. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 37
38 GRAVITAATIO Koska ilmavirrat koostuvat massallisista hiukkasista, gravitaatio vaikuttaa niiden liikkeeseen. Koska gravitaatiovoima vaikuttaa maan pintaa vastaan kohtisuorasti, gravitaatio ei vaikuta maan pinnan suuntaisten ilmavirtausten energiaan. Gravitaatio vaikuttaa laskeviin ja nouseviin ilmavirtauksiin. Hellejaksojen jälkeisiin koviin ukkosiin usein liittyvät syöksyvirtaukset ovat yksi esimerkki gravitaation vaikutuksesta ilmavirtauksiin. Syöksyvirtaus syntyy, kun sadepisarat haihtuvat pilven alapuolella kuivassa ilmassa. Haihtuminen sitoo energiaa, joten ilman lämpötila laskee paikallisesti. Samalla ilman tiheys kasvaa lämpövärähtelyn vaimentuessa. Syntynyt raskas ilma putoaa nopeasti alaspäin ja kääntyy vaakasuuntaiseksi kohdatessaan maan pinnan. 3/6/2017 DEE Tuulivoiman perusteet 38
SMG-4500 Tuulivoima. Ensimmäisen luennon aihepiirit. Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat TUULEN LUONNONTIETEELLISET PERUSTEET
SMG-4500 Tuulivoima Ensimmäisen luennon aihepiirit Tuuli luonnonilmiönä: Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat 1 TUULEN LUONNONTIETEELLISET PERUSTEET Tuuli on ilman liikettä suhteessa maapallon pyörimisliikkeeseen.
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Ensimmäisen luennon aihepiirit. Ilmanpaine Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat ILMANPAINE (1/2)
SMG-4500 Tuulivoima Ensimmäisen luennon aihepiirit Tuuli luonnonilmiönä: Ilmanpaine Ilmavirtojen liikkeisiin vaikuttavat voimat 1 ILMANPAINE (1/2) Ilma kohdistaa voiman kaikkiin kappaleisiin, joiden kanssa
LisätiedotDEE Tuulivoiman perusteet
DEE-53020 Tuulivoiman perusteet Aihepiiri 2 Tuuli luonnonilmiönä: Ilmavirtoihin vaikuttavien voimien yhteisvaikutuksista syntyvät tuulet Globaalit ilmavirtaukset 1 VOIMIEN YHTEISVAIKUTUKSISTA SYNTYVÄT
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Toisen luennon aihepiirit VOIMIEN YHTEISVAIKUTUKSISTA SYNTYVÄT TUULET
SMG-4500 Tuulivoima Toisen luennon aihepiirit Tuuli luonnonilmiönä: Ilmavirtoihin vaikuttavien voimien yhteisvaikutuksista syntyvät tuulet Globaalit ilmavirtaukset 1 VOIMIEN YHTEISVAIKUTUKSISTA SYNTYVÄT
LisätiedotLuku 3. Ilmakehä suojaa ja suodattaa. Manner 2
Luku 3 Ilmakehä suojaa ja suodattaa Sisällys Ilmakehä eli atmosfääri Ilmakehän kerrokset Ilmakehä kaasukoostumuksen mukaan Ilmakehä lämpötilan mukaan Säteilytase ja säteilyn absorboituminen Kasvihuoneilmiö
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Neljännen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan rakenne. Tuuliturbiinin toiminta TUULIVOIMALAN RAKENNE
SMG-4500 Tuulivoima Neljännen luennon aihepiirit Tuulivoimalan rakenne Tuuliturbiinin toiminta Turbiinin teho Nostovoima ja vastusvoima Suhteellinen tuuli Pintasuhde Turbiinin tehonsäätö 1 TUULIVOIMALAN
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Kolmannen luennon aihepiirit ILMAVIRTAUKSEN ENERGIA JA TEHO. Ilmavirtauksen energia on ilmamolekyylien liike-energiaa.
SMG-4500 Tuulivoima Kolmannen luennon aihepiirit Tuulen teho: Betzin lain johtaminen Tuulen mittaaminen Tuulisuuden mallintaminen Weibull-jakauman hyödyntäminen ILMAVIRTAUKSEN ENERGIA JA TEHO Ilmavirtauksen
Lisätiedotvetyteknologia Polttokennon termodynamiikkaa 1 DEE Risto Mikkonen
DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon termodynamiikkaa 1 DEE-5400 Risto Mikkonen ermodynamiikan ensimmäinen pääsääntö aseraja Ympäristö asetila Q W Suljettuun systeemiin tuotu lämpö + systeemiin
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Kolmannen luennon aihepiirit TUULEN TEHO
SMG-4500 Tuulivoima Kolmannen luennon aihepiirit Tuulen teho: Betzin lain johtaminen Tuulivoimalatyypeistä: Miksi vaaka-akselinen, miksi kolme lapaa? Aerodynamiikkaa: Tuulivoimalan roottorin lapasuunnittelun
LisätiedotNapapiirin luontokansio
Puolipilvistä, sanoi etana ja näytti vain toista sarvea Tutki säätilaa metsässä ja suolla ja vertaa tuloksia. Säätilaa voit tutkia mihin vuodenaikaan tahansa. 1. Mittaa a) ilman lämpötila C b) tuulen nopeus
LisätiedotSääilmiöt tapahtuvat ilmakehän alimmassa kerroksessa, troposfäärissä (0- noin 15 km).
Sää ja ilmasto Sää (engl. weather) =ilmakehän alaosan, fysikaalinen tila määrätyllä hetkellä määrätyllä paikalla. Ilmasto (engl. climate) = pitkäaikaisten (> 30 vuotta) säävaihteluiden keskiarvo. Sääilmiöt
LisätiedotLänsiharjun koulu 4a
Länsiharjun koulu 4a Kuinka lentokone pysyy ilmassa? Lentokoneen moottori Helsinki-Vantaan lentokentällä. Marius Kolu Olimme luonnossa ja tutkimme kuvia. Jokaisella ryhmällä heräsi kysymyksiä kuvista.
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 8 Vaimennettu värähtely Elävässä elämässä heilureiden ja muiden värähtelijöiden liike sammuu ennemmin tai myöhemmin. Vastusvoimien takia värähtelijän
LisätiedotLiike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä
Liike ja voima Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä Tasainen liike Nopeus on fysiikan suure, joka kuvaa kuinka pitkän matkan kappale kulkee tietyssä ajassa. Nopeus voidaan
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Syksy 009 Jukka Maalampi LUENTO 8 Paine nesteissä Nesteen omalla painolla on merkitystä Nestealkio korkeudella y pohjasta: dv Ady dm dv dw gdm gady paino Painon lisäksi alkioon
LisätiedotKAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille]
KAASUJEN YLEISET TILANYHTÄLÖT ELI IDEAALIKAASUJEN TILANYHTÄLÖT (Kaasulait) [pätevät ns. ideaalikaasuille] A) p 1, V 1, T 1 ovat paine tilavuus ja lämpötila tilassa 1 p 2, V 2, T 2 ovat paine tilavuus ja
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Kahdeksannen luennon aihepiirit. Tuulivoiman energiantuotanto-odotukset
SMG-4500 Tuulivoima Kahdeksannen luennon aihepiirit Tuulivoiman energiantuotanto-odotukset Tuulen nopeuden mallintaminen Weibull-jakaumalla Pinta-alamenetelmä Tehokäyrämenetelmä 1 TUULEN VUOSITTAISEN KESKIARVOTEHON
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 1 Jäykän kappaleen pyöriminen Knight, Ch 1 Jäykkä kappale = kappale, jonka koko ja muoto eivät muutu liikkeen aikana. Jäykkä kappale on malli.
LisätiedotVedetään kiekkoa erisuuruisilla voimilla! havaitaan kiekon saaman kiihtyvyyden olevan suoraan verrannollinen käytetyn voiman suuruuteen
4.3 Newtonin II laki Esim. jääkiekko märällä jäällä: pystysuuntaiset voimat kumoavat toisensa: jään kiekkoon kohdistama tukivoima n on yhtäsuuri, mutta vastakkaismerkkinen kuin kiekon paino w: n = w kitka
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Syksy 010 Jukka Maalampi LUENTO 9 Paine nesteissä Nesteen omalla painolla on merkitystä Nestealkio korkeudella y pohjasta: dv Ady dm dv dw gdm gady paino Painon lisäksi alkioon
LisätiedotKryogeniikan termodynamiikkaa DEE Kryogeniikka Risto Mikkonen 1
DEE-54030 Kryogeniikka Kryogeniikan termodynamiikkaa 4.3.05 DEE-54030 Kryogeniikka Risto Mikkonen Open ystem vs. Closed ystem Open system Melting Closed system Introduced about 900 Cryocooler Boiling Cold
Lisätiedot766323A Mekaniikka, osa 2, kl 2015 Harjoitus 4
766323A Mekaniikka, osa 2, kl 2015 Harjoitus 4 0. MUISTA: Tenttitehtävä tulevassa päätekokeessa: Fysiikan säilymislait ja symmetria. (Tästä tehtävästä voi saada tentissä kolme ylimääräistä pistettä. Nämä
LisätiedotFYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ
FYSIIKAN HARJOITUSTEHTÄVIÄ MEKANIIKKA Nopeus ja keskinopeus 6. Auto kulkee 114 km matkan tunnissa ja 13 minuutissa. Mikä on auton keskinopeus: a) Yksikössä km/h 1. Jauhemaalaamon kuljettimen nopeus on
LisätiedotAurinko. Tähtitieteen peruskurssi
Aurinko K E S K E I S E T K Ä S I T T E E T : A T M O S F Ä Ä R I, F O T O S F Ä Ä R I, K R O M O S F Ä Ä R I J A K O R O N A G R A N U L A A T I O J A A U R I N G O N P I L K U T P R O T U B E R A N S
LisätiedotTermodynamiikka. Fysiikka III 2007. Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki
Termodynamiikka Fysiikka III 2007 Ilkka Tittonen & Jukka Tulkki Tilanyhtälö paine vakio tilavuus vakio Ideaalikaasun N p= kt pinta V Yleinen aineen p= f V T pinta (, ) Isotermit ja isobaarit Vakiolämpötilakäyrät
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 10 Noste Nesteeseen upotettuun kappaleeseen vaikuttaa nesteen pintaa kohti suuntautuva nettovoima, noste F B Kappaleen alapinnan kohdalla nestemolekyylien
LisätiedotKULJETUSSUUREET Kuljetussuureilla tai -ominaisuuksilla tarkoitetaan kaasumaisen, nestemäisen tai kiinteän väliaineen kykyä siirtää ainetta, energiaa, tai jotain muuta fysikaalista ominaisuutta paikasta
LisätiedotDEE Tuulivoima
DEE-53020 Tuulivoima Aihepiiri 4 Tuulivoimalan rakenne Roottorin toimintaperiaate Roottorin teho Nostovoima ja vastusvoima Suhteellinen tuuli Pintasuhde Tuulivoimalan tehonsäätö 1 TUULIVOIMALAN RAKENNE
Lisätiedotg-kentät ja voimat Haarto & Karhunen
g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen Voima Vuorovaikutusta kahden kappaleen välillä tai kappaleen ja sen ympäristön välillä (Kenttävoimat) Yksikkö: newton, N = kgm/s Vektorisuure Aiheuttaa kappaleelle
LisätiedotErkki Haapanen Tuulitaito
SISÄ-SUOMEN POTENTIAALISET TUULIVOIMA-ALUEET Varkaus Erkki Haapanen Laskettu 1 MW voimalalle tuotot, kun voimalat on sijoitettu 21 km pitkälle linjalle, joka alkaa avomereltä ja päättyy 10 km rannasta
LisätiedotSähköstatiikka ja magnetismi
Sähköstatiikka ja magnetismi Johdatus magnetismiin Antti Haarto 19.11.2012 Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Neljännen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan rakenne. Roottorin toimintaperiaate TUULIVOIMALAN RAKENNE
SMG-4500 Tuulivoima Neljännen luennon aihepiirit Tuulivoimalan rakenne Roottorin toimintaperiaate Roottorin teho Nostovoima ja vastusvoima Suhteellinen tuuli Pintasuhde Tuulivoimalan tehonsäätö 1 TUULIVOIMALAN
LisätiedotFysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012
Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen Kevät 2012 LIIKE Jos vahvempi kaveri törmää heikompaan kaveriin, vahvemmalla on enemmän voimaa. Pallon heittäjä antaa pallolle heittovoimaa, jonka
LisätiedotHARJOITUS 4 1. (E 5.29):
HARJOITUS 4 1. (E 5.29): Työkalulaatikko, jonka massa on 45,0 kg, on levossa vaakasuoralla lattialla. Kohdistat laatikkoon asteittain kasvavan vaakasuoran työntövoiman ja havaitset, että laatikko alkaa
LisätiedotTermodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka
Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006 m@hyl.fi 1 Lämpötila Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa,
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys102 Kevät 2010 Jukka Maalampi LUENTO 2-3 Vääntömomentti Oletus: Voimat tasossa, joka on kohtisuorassa pyörimisakselia vastaan. Oven kääntämiseen tarvitaan eri suuruinen voima
LisätiedotLuento 10: Työ, energia ja teho. Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho
Luento 10: Työ, energia ja teho Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho 1 / 23 Luennon sisältö Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho 2 / 23 Johdanto Energia suure, joka voidaan muuttaa muodosta toiseen,
Lisätiedot4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.
K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy
LisätiedotFYSIIKKA. Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille. Copyright Isto Jokinen; Käyttöoikeus opetuksessa tekijän luvalla. - Laskutehtävien ratkaiseminen
FYSIIKKA Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille - Laskutehtävien ratkaiseminen - Nopeus ja keskinopeus - Kiihtyvyys ja painovoimakiihtyvyys - Voima - Kitka ja kitkavoima - Työ - Teho - Paine LASKUTEHTÄVIEN
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Syksy 009 Jukka Maalampi LUENTO 1 Jäykän kappaleen pyöriminen Knight, Ch 1 Jäykkä kappale = kappale, jonka koko ja muoto eivät muutu liikkeen aikana. Jäykkä kappale on malli.
LisätiedotKJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme
KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka Luento 16.3.2016 Susanna Hurme Päivän aihe: Translaatioliikkeen kinetiikka (Kirjan luvut 12.6, 13.1-13.3 ja 17.3) Oppimistavoitteet Ymmärtää, miten Newtonin toisen lain
Lisätiedoty 2 h 2), (a) Näytä, että virtauksessa olevan fluidialkion tilavuus ei muutu.
Tehtävä 1 Tarkastellaan paineen ajamaa Poisseuille-virtausta kahden yhdensuuntaisen levyn välissä Levyjen välinen etäisyys on 2h Nopeusjakauma raossa on tällöin u(y) = 1 dp ( y 2 h 2), missä y = 0 on raon
LisätiedotFluidi virtaa vaakasuoran pinnan yli. Pinnan lähelle muodostuvan rajakerroksen nopeusjakaumaa voidaan approksimoida funktiolla
Tehtävä 1 Fluidi virtaa vaakasuoran pinnan yli. Pinnan lähelle muodostuvan rajakerroksen nopeusjakaumaa voidaan approksimoida funktiolla ( πy ) u(y) = U sin, kun 0 < y < δ. 2δ Tässä U on nopeus kaukana
LisätiedotVastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa.
Valintakoe 2016/FYSIIKKA Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Oheisista kaavoista ja lukuarvoista saattaa olla apua laskutehtäviin vastatessa. Boltzmannin vakio 1.3805 x 10-23 J/K Yleinen kaasuvakio 8.315 JK/mol
LisätiedotLuku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste
Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää
LisätiedotLuku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste
Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää
Lisätiedoton hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis
Fys1, moniste 2 Vastauksia Tehtävä 1 N ewtonin ensimmäisen lain mukaan pallo jatkaa suoraviivaista liikettä kun kourun siihen kohdistama tukivoima (tässä tapauksessa ympyräradalla pitävä voima) lakkaa
LisätiedotDEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET
DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET Kurssin esittely Sähkömagneettiset ilmiöt varaus sähkökenttä magneettikenttä sähkömagneettinen induktio virta potentiaali ja jännite sähkömagneettinen energia teho Määritellään
LisätiedotSuhteellinen nopeus. Matkustaja P kävelee nopeudella 1.0 m/s pitkin 3.0 m/s nopeudella etenevän junan B käytävää
3.5 Suhteellinen nopeus Matkustaja P kävelee nopeudella 1.0 m/s pitkin 3.0 m/s nopeudella etenevän junan B käytävää P:n nopeus junassa istuvan toisen matkustajan suhteen on v P/B-x = 1.0 m/s Intuitio :
LisätiedotLuento 4: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia
Luento 4: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia Suhteellinen translaatioliike Pyörimisliikkeestä Suhteellinen pyörimisliike Tyypillisiä koordinaatistomuunnoksia Luennon sisältö Suhteellinen translaatioliike
LisätiedotLuento 5: Käyräviivainen liike. Käyräviivainen liike Heittoliike Ympyräliike Kulmamuuttujat θ, ω ja α Yhdistetty liike
Luento 5: Käyräviivainen liike Käyräviivainen liike Heittoliike Ympyräliike Kulmamuuttujat θ, ω ja α Yhdistetty liike 1 / 29 Luennon sisältö Käyräviivainen liike Heittoliike Ympyräliike Kulmamuuttujat
LisätiedotTEHTÄVIEN RATKAISUT. b) 105-kiloisella puolustajalla on yhtä suuri liikemäärä, jos nopeus on kgm 712 p m 105 kg
TEHTÄVIEN RATKAISUT 15-1. a) Hyökkääjän liikemäärä on p = mv = 89 kg 8,0 m/s = 71 kgm/s. b) 105-kiloisella puolustajalla on yhtä suuri liikemäärä, jos nopeus on kgm 71 p v = = s 6,8 m/s. m 105 kg 15-.
LisätiedotLuvun 12 laskuesimerkit
Luvun 12 laskuesimerkit Esimerkki 12.1 Mikä on huoneen sisältämän ilman paino, kun sen lattian mitat ovat 4.0m 5.0 m ja korkeus 3.0 m? Minkälaisen voiman ilma kohdistaa lattiaan? Oletetaan, että ilmanpaine
LisätiedotMagneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi
Magneettikentät Haarto & Karhunen Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän Magneettikenttä aiheuttaa voiman liikkuvaan
Lisätiedot1 Eksergia ja termodynaamiset potentiaalit
1 PHYS-C0220 Termodynamiikka ja statistinen fysiikka, kevät 2017 Emppu Salonen 1 Eksergia ja termodynaamiset potentiaalit 1.1 Suurin mahdollinen hyödyllinen työ Tähän mennessä olemme tarkastelleet sisäenergian
LisätiedotMEKANIIKAN TEHTÄVIÄ. Nostotyön suuruus ei riipu a) nopeudesta, jolla kappale nostetaan b) nostokorkeudesta c) nostettavan kappaleen massasta
MEKANIIKAN TEHTÄVIÄ Ympyröi oikea vaihtoehto. Normaali ilmanpaine on a) 1013 kpa b) 1013 mbar c) 1 Pa Kappaleen liike on tasaista, jos a) kappaleen paikka pysyy samana b) kappaleen nopeus pysyy samana
LisätiedotKäyttämällä annettua kokoonpuristuvuuden määritelmää V V. = κv P P = P 0 = P. (b) Lämpölaajenemisesta johtuva säiliön tilavuuden muutos on
766328A ermofysiikka Harjoitus no. 3, ratkaisut (syyslukukausi 201) 1. (a) ilavuus V (, P ) riippuu lämpötilasta ja paineesta P. Sen differentiaali on ( ) ( ) V V dv (, P ) dp + d. P Käyttämällä annettua
LisätiedotLuento 4: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia
Luento 4: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia Suhteellinen translaatioliike Pyörimisliikkeestä Suhteellinen pyörimisliike Tyypillisiä koordinaatistomuunnoksia extraa Konseptitesti 1 Kysymys
LisätiedotLineaarialgebra MATH.1040 / voima
Lineaarialgebra MATH.1040 / voima 1 Seuraavaksi määrittelemme kaksi vektoreille määriteltyä tuloa; pistetulo ja. Määritelmät ja erilaiset tulojen ominaisuudet saattavat tuntua, sekavalta kokonaisuudelta.
LisätiedotLuku 8. Mekaanisen energian säilyminen. Konservatiiviset ja eikonservatiiviset. Potentiaalienergia Voima ja potentiaalienergia.
Luku 8 Mekaanisen energian säilyminen Konservatiiviset ja eikonservatiiviset voimat Potentiaalienergia Voima ja potentiaalienergia Mekaanisen energian säilyminen Teho Tavoitteet: Erottaa konservatiivinen
LisätiedotIL Dnro 46/400/2016 1(5) Majutveden aallokko- ja virtaustarkastelu Antti Kangas, Jan-Victor Björkqvist ja Pauli Jokinen
IL Dnro 46/400/2016 1(5) Majutveden aallokko- ja virtaustarkastelu Antti Kangas, Jan-Victor Björkqvist ja Pauli Jokinen Ilmatieteen laitos 22.9.2016 IL Dnro 46/400/2016 2(5) Terminologiaa Keskituuli Tuulen
LisätiedotLuento 10: Työ, energia ja teho
Luento 10: Työ, energia ja teho Johdanto Työ ja kineettinen energia Teho Ajankohtaista Konseptitesti 1 Kysymys Ajat pyörällä ylös jyrkkää mäkeä. Huipulle vie kaksi polkua, toinen kaksi kertaa pidempi kuin
LisätiedotVoima F tekee työtä W vaikuttaessaan kappaleeseen, joka siirtyy paikasta r 1 paikkaan r 2. Työ on skalaarisuure, EI vektori!
6.1 Työ Voima F tekee työtä W vaikuttaessaan kappaleeseen, joka siirtyy paikasta r 1 paikkaan r 2. Työ on skalaarisuure, EI vektori! Siirtymä s = r 2 r 1 Kun voiman kohteena olevaa kappaletta voidaan kuvata
Lisätiedot5-2. a) Valitaan suunta alas positiiviseksi. 55 N / 6,5 N 8,7 m/s = =
TEHTÄVIEN RATKAISUT 5-1. a) A. Valitaan suunta vasemmalle positiiviseksi. Alustan suuntainen kokonaisvoima on ΣF = 19 N + 17 N -- 16 N = 0 N vasemmalle. B. Valitaan suunta oikealle positiiviseksi. Alustan
LisätiedotVUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, luento Kari Sormunen
VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka, 1.-2. luento Kari Sormunen Mitä yhteistä? Kirja pöydällä Opiskelijapari Teräskuulan liike magneetin lähellä
LisätiedotT F = T C ( 24,6) F = 12,28 F 12,3 F T K = (273,15 24,6) K = 248,55 K T F = 87,8 F T K = 4,15 K T F = 452,2 F. P = α T α = P T = P 3 T 3
76628A Termofysiikka Harjoitus no. 1, ratkaisut (syyslukukausi 2014) 1. Muunnokset Fahrenheit- (T F ), Celsius- (T C ) ja Kelvin-asteikkojen (T K ) välillä: T F = 2 + 9 5 T C T C = 5 9 (T F 2) T K = 27,15
LisätiedotFysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2
Fysiikan valintakoe 10.6.2014, vastaukset tehtäviin 1-2 1. (a) W on laatikon paino, F laatikkoon kohdistuva vetävä voima, F N on pinnan tukivoima ja F s lepokitka. Kuva 1: Laatikkoon kohdistuvat voimat,
Lisätiedot3.4 Liike-energiasta ja potentiaalienergiasta
Työperiaatteeksi (the work-energy theorem) kutsutaan sitä että suljetun systeemin liike-energian muutos Δ on voiman systeemille tekemä työ W Tämä on yksi konservatiivisen voiman erityistapaus Työperiaate
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Kuudennen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan energiantuotanto-odotukset AIHEESEEN LIITTYVÄ TERMISTÖ (1/2)
SMG-4500 Tuulivoima Kuudennen luennon aihepiirit Tuulivoimalan energiantuotanto-odotukset Aiheeseen liittyvä termistö Pinta-alamenetelmä Tehokäyrämenetelmä Suomen tuulivoimatuotanto 1 AIHEESEEN LIITTYVÄ
LisätiedotLuento 3: Käyräviivainen liike
Luento 3: Käyräviivainen liike Kertausta viime viikolta Käyräviivainen liike Heittoliike Ympyräliike Kulmamuuttujat,! ja Yhdistetty liike 2015-09-14 13:50:32 1/40 luentokalvot_03_combined.pdf (#36) Luennon
LisätiedotLämpöoppi. Termodynaaminen systeemi. Tilanmuuttujat (suureet) Eristetty systeemi. Suljettu systeemi. Avoin systeemi.
Lämpöoppi Termodynaaminen systeemi Tilanmuuttujat (suureet) Lämpötila T (K) Absoluuttinen asteikko eli Kelvinasteikko! Paine p (Pa, bar) Tilavuus V (l, m 3, ) Ainemäärä n (mol) Eristetty systeemi Ei ole
LisätiedotSMG 4500 Tuulivoima. Luentotiivistelmät
SMG 4500 Tuulivoima Luentotiivistelmät Kurssi ei valitettavasti seuraa yksittäistä oppikirjaa. Prujua ei ole. Rikkaat voivat hankkia kirjan Mukund R. Patel: Wind and Solar Power Systems Tentti perustuu
LisätiedotKJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka. Luento Susanna Hurme
KJR-C1001 Statiikka ja dynamiikka Luento 23.3.2016 Susanna Hurme Rotaatioliikkeen kinetiikka: hitausmomentti ja liikeyhtälöt (Kirjan luvut 17.1, 17.2 ja 17.4) Osaamistavoitteet Ymmärtää hitausmomentin
Lisätiedotvetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-54020 Risto Mikkonen
DEE-5400 olttokennot ja vetyteknologia olttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE-5400 Risto Mikkonen 1.1.014 g:n määrittäminen olttokennon toiminta perustuu Gibbsin vapaan energian muutokseen. ( G = TS) Ideaalitapauksessa
LisätiedotLuento 7: Pyörimisliikkeen dynamiikkaa
Luento 7: Pyörimisliikkeen dynamiikkaa Johdanto Vääntömomentti Hitausmomentti ja sen määrittäminen Liikemäärämomentti Gyroskooppi Harjoituksia ja laskettuja esimerkkejä 1 / 37 Luennon sisältö Johdanto
LisätiedotMaan ja avaruuden välillä ei ole selkeää rajaa
Avaruus Mikä avaruus on? Pääosin tyhjiön muodostama osa maailmankaikkeutta Maan ilmakehän ulkopuolella. Avaruuden massa on pääosin pimeässä aineessa, tähdissä ja planeetoissa. Avaruus alkaa Kármánin rajasta
LisätiedotSusanna Viljanen
Susanna Viljanen 10. 4. 2012 Päivän pasko Hyvä usko Aiheuttaessaan ruskon aurinko nousee ja laskee pilvikerroksen - altostratuksen - läpi, ja pilven mikrokokoiset vesipisarat sirovat valoa. Koska säärintamat
LisätiedotTermiikin ennustaminen radioluotauksista. Heikki Pohjola ja Kristian Roine
Termiikin ennustaminen radioluotauksista Heikki Pohjola ja Kristian Roine Maanpintahavainnot havaintokojusta: lämpötila, kostea lämpötila (kosteus), vrk minimi ja maksimi. Lisäksi tuulen nopeus ja suunta,
LisätiedotLuento 6: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia
Luento 6: Suhteellinen liike ja koordinaatistomuunnoksia Suhteellinen translaatioliike Suhteellinen pyörimisliike Tyypillisiä koordinaatistomuunnoksia extraa Ajankohtaista FuksiProffaBuffa Järjestetään
LisätiedotAineen olomuodot ja olomuodon muutokset
Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset Jukka Sorjonen sorjonen.jukka@gmail.com 8. helmikuuta 2017 Jukka Sorjonen (Jyväskylän Normaalikoulu) Aineen olomuodot ja olomuodon muutokset 8. helmikuuta 2017 1
LisätiedotDEE Tuulivoiman perusteet
DEE-5300 Tuulioiman perusteet Aihepiiri 3 Tuulen teho: Betzin lain johtaminen Tuulen mittaaminen Tuulisuuden mallintaminen Weibull-jakauman hyödyntäminen DEE-5300: Tuulioiman perusteet ALBERT BETZ Theoretical
LisätiedotLuku 7 Työ ja energia. Muuttuvan voiman tekemä työ Liike-energia
Luku 7 Työ ja energia Muuttuvan voiman tekemä työ Liike-energia Tavoitteet: Selittää työn käsite Mallittaa voiman tekemä työ Mallittaa liike-energian ja työn keskinäinen riippuvuus Esitiedot Newtonin lait
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut
A1 Ampumahiihtäjä ampuu luodin vaakasuoraan kohti maalitaulun keskipistettä. Luodin lähtönopeus on v 0 = 445 m/s ja etäisyys maalitauluun s = 50,0 m. a) Kuinka pitkä on luodin lentoaika? b) Kuinka kauaksi
LisätiedotTuulennopeuksien jakauma
Tuulennopeuksien jakauma Kaikki tuulennopeudet eivät ole yhtä todennäköisiä (no shit, Sherlock!) Tietyn tuulennopeuden todennäköisyystiheyden antaa varsin tarkasti kaksiparametrinen Weibullin jakauma W(v)
LisätiedotPuhtaan kaasun fysikaalista tilaa määrittävät seuraavat 4 ominaisuutta, jotka tilanyhtälö sitoo toisiinsa: Paine p
KEMA221 2009 KERTAUSTA IDEAALIKAASU JA REAALIKAASU ATKINS LUKU 1 1 IDEAALIKAASU Ideaalikaasu Koostuu pistemäisistä hiukkasista Ei vuorovaikutuksia hiukkasten välillä Hiukkasten liike satunnaista Hiukkasten
Lisätiedot= 84. Todennäköisin partitio on partitio k = 6,
S-435, Fysiikka III (ES) entti 43 entti / välikoeuusinta I Välikokeen alue Neljän tunnistettavissa olevan hiukkasen mikrokanonisen joukon mahdolliset energiatasot ovat, ε, ε, 3ε, 4ε,, jotka kaikki ovat
LisätiedotTÄSSÄ ON ESIMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETISMIOPIN KEVÄÄN 2017 MATERIAALISTA
TÄSSÄ ON ESMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETSMOPN KEVÄÄN 2017 MATERAALSTA a) Määritetään magneettikentän voimakkuus ja suunta q P = +e = 1,6022 10 19 C, v P = (1500 m s ) i, F P = (2,25 10 16 N)j q E = e = 1,6022
LisätiedotLuento 3: Käyräviivainen liike
Luento 3: Käyräviivainen liike Kertausta viime viikolta Käyräviivainen liike Heittoliike Ympyräliike Kulmamuuttujat θ, ω ja α Yhdistetty liike Luennon sisältö Kertausta viime viikolta Käyräviivainen liike
LisätiedotLuku 27. Tavoiteet Määrittää magneettikentän aiheuttama voima o varattuun hiukkaseen o virtajohtimeen o virtasilmukkaan
Luku 27 Magnetismi Mikä aiheuttaa magneettikentän? Magneettivuon tiheys Virtajohtimeen ja varattuun hiukkaseen vaikuttava voima magneettikentässä Magneettinen dipoli Hallin ilmiö Luku 27 Tavoiteet Määrittää
LisätiedotP = kv. (a) Kaasun lämpötila saadaan ideaalikaasun tilanyhtälön avulla, PV = nrt
766328A Termofysiikka Harjoitus no. 2, ratkaisut (syyslukukausi 204). Kun sylinterissä oleva n moolia ideaalikaasua laajenee reversiibelissä prosessissa kolminkertaiseen tilavuuteen 3,lämpötilamuuttuuprosessinaikanasiten,ettäyhtälö
LisätiedotNEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI MEKANIIKAN II PERUSLAKI MEKANIIKAN III PERUSLAKI
NEWTONIN LAIT MEKANIIKAN I PERUSLAKI eli jatkavuuden laki tai liikkeen jatkuvuuden laki (myös Newtonin I laki tai inertialaki) Kappale jatkaa tasaista suoraviivaista liikettä vakionopeudella tai pysyy
LisätiedotVUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN. Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen
VUOROVAIKUTUKSESTA VOIMAAN JA EDELLEEN LIIKKEESEEN Fysiikan ja kemian pedagogiikan perusteet (mat/fys/kem suunt.), luento 1 Kari Sormunen Vuorovaikutus on yksi keskeisimmistä fysiikan peruskäsitteistä
LisätiedotPohjois-Karjalan tuulivoimaselvitys lisa alueet, pa ivitetty
Merja Paakkari 21.12.2012 1(17) Pohjois-Karjalan tuulivoimaselvitys lisa alueet, pa ivitetty 21.12.2012 Kunta Alue Tuulisuus/ tuuliatlas [m/s] Nurmes Juuka Lieksa Lieksa/ Nurmes Lieksa Kontiolahti Panjavaara
LisätiedotFY9 Fysiikan kokonaiskuva
FY9 Sivu 1 FY9 Fysiikan kokonaiskuva 6. tammikuuta 2014 14:34 Kurssin tavoitteet Kerrata lukion fysiikan oppimäärä Yhdistellä kurssien asioita toisiinsa muodostaen kokonaiskuvan Valmistaa ylioppilaskirjoituksiin
LisätiedotNopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit
Nopeus, kiihtyvyys ja liikemäärä Vektorit Luento 2 https://geom.mathstat.helsinki.fi/moodle/course/view.php?id=360 Luennon tavoitteet: Vektorit tutuiksi Koordinaatiston valinta Vauhdin ja nopeuden ero
LisätiedotFYSIIKAN HARJOITUSKOE I Mekaniikka, 8. luokka
FYSIIKAN HARJOITUSKOE I Mekaniikka, 8. luokka Oppilaan nimi: Pisteet: / 77 p. Päiväys: Koealue: kpl 13-18, s. 91-130 1. SUUREET. Täydennä taulukon tiedot. suure suureen tunnus suureen yksikkö matka aika
LisätiedotFysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto
Fysiikan perusteet Voimat ja kiihtyvyys Antti Haarto.05.01 Voima Vuorovaikutusta kahden kappaleen välillä tai kappaleen ja sen ympäristön välillä (Kenttävoimat) Yksikkö: newton, N = kgm/s Vektorisuure
LisätiedotLiikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat Jousivoima
Liikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat Jousivoima Tämän luennon tavoitteet Liikemäärän säilyminen Vuorovesivoimat ja binomiapproksimaatio gravitaatio jatkuu viime viikolta Jousivoima: mikä se on ja miten
LisätiedotNyt kerrataan! Lukion FYS5-kurssi
Nyt kerrataan! Lukion FYS5-kurssi Vaakasuora heittoliike Heittoliikettä voidaan tarkastella erikseen vaaka- ja pystysuunnassa v=(v x,v y ) Jos ilmanvastausta ei oteta huomioon (yleensä ei), vaakasuunnalle
Lisätiedot