شیشه خودرو را باز کنیم یا کولر را روشن کنیم؟ / کدام یک سوخت کمتری مصرف می کند؟ / شبیه سازی جریان هوا چه چیزی را نشان می دهد؟

عصر ایران - در روزهای گرم، یکی از پرسش های همیشگی رانندگان این است که برای کاهش مصرف سوخت، بهتر است شیشه های خودرو را پایین بکشیم یا کولر را روشن کنیم؟ بسیاری تصور می کنند پاسخ کاملا مشخص است؛ کولر را خاموش کنید و شیشه ها را باز بگذارید تا سوخت کمتری مصرف شود. اما واقعیت کمی پیچیده تر از این است.

باز گذاشتن شیشه ها نیز هزینه دارد؛ البته نه به شکل مصرف مستقیم سوخت. شیشه های باز جریان هوا را در اطراف و داخل خودرو به هم می ریزند و مقاومت آیرودینامیکی بیشتری ایجاد می کنند. هرچه سرعت خودرو بیشتر شود، این مقاومت نیز اهمیت بیشتری پیدا می کند.

به همین دلیل، پاسخ این پرسش که «شیشه باز بهتر است یا کولر؟» تا حد زیادی به سرعت خودرو بستگی دارد.

در سرعت های پایین، شیشه باز می تواند کم مصرف تر باشد

هنگامی که خودرو با سرعت پایین در خیابان های شهری حرکت می کند، مقاومت هوا هنوز نقش چندان بزرگی در مصرف انرژی خودرو ندارد. در چنین شرایطی، باز کردن شیشه ها معمولا تاثیر محدودی بر آیرودینامیک خودرو می گذارد، در حالی که سیستم تهویه برای خنک کردن کابین به انرژی نیاز دارد.

به همین دلیل، در بسیاری از شرایط رانندگی شهری، باز گذاشتن شیشه ها می تواند از نظر مصرف انرژی گزینه بهتری نسبت به استفاده مداوم از کولر باشد.

البته این به معنی آن نیست که باز بودن شیشه ها هیچ تاثیری بر مصرف سوخت ندارد. جریان هوا حتی در سرعت های پایین نیز تغییر می کند، اما میزان مقاومت اضافی معمولا هنوز آن قدر زیاد نیست که با انرژی مصرف شده توسط سیستم تهویه رقابت کند.

با افزایش سرعت، همه چیز تغییر می کند

هرچه خودرو سریع تر حرکت کند، نقش آیرودینامیک نیز پررنگ تر می شود. خودرو هنگام حرکت باید هوا را کنار بزند و هر عاملی که جریان هوا را مختل کند، می تواند مقاومت بیشتری در برابر حرکت ایجاد کند.

شیشه های باز یکی از همین عوامل هستند.

وقتی خودرو با سرعت بالا حرکت می کند، هوا نه تنها از اطراف بدنه عبور می کند، بلکه وارد کابین نیز می شود. این اتفاق باعث ایجاد جریان های آشفته در داخل خودرو و اطراف پنجره ها می شود و الگوی حرکت هوا را تغییر می دهد.

نتیجه این است که خودرو برای حفظ سرعت خود به انرژی بیشتری نیاز پیدا می کند.

در سرعت های بالا، این افزایش مقاومت هوا می تواند آن قدر قابل توجه باشد که مصرف انرژی ناشی از باز بودن شیشه ها از انرژی مورد نیاز کولر بیشتر شود.

یک نمونه؛ نقطه تقاطع در حدود 75 کیلومتر بر ساعت

برای درک بهتر این موضوع، می توان خودرویی را به عنوان نمونه در نظر گرفت که نقطه تعادل میان باز بودن شیشه ها و استفاده از کولر در حدود 75 کیلومتر بر ساعت قرار دارد.

در این مثال، در سرعت های کمتر از 75 کیلومتر بر ساعت، انرژی مورد نیاز برای کارکرد کولر بیشتر از افزایش مصرف انرژی ناشی از باز بودن شیشه ها است. بنابراین، پایین کشیدن شیشه ها می تواند گزینه کم مصرف تری باشد.

اما با افزایش سرعت، مقاومت هوا نیز به سرعت افزایش پیدا می کند. شیشه های باز جریان هوا را در اطراف و داخل کابین مختل می کنند و این آشفتگی آیرودینامیکی باعث می شود خودرو برای حرکت به انرژی بیشتری نیاز داشته باشد.

در این مثال، از حدود 75 کیلومتر بر ساعت به بعد، انرژی لازم برای غلبه بر مقاومت اضافی هوا از انرژی مورد نیاز سیستم تهویه بیشتر می شود. در نتیجه، رانندگی با شیشه های بسته و کولر روشن می تواند انتخاب بهینه تری باشد.

به بیان ساده:

در سرعت های پایین تر از 75 کیلومتر بر ساعت: شیشه باز می تواند کم مصرف تر باشد.

در سرعت های بالاتر از 75 کیلومتر بر ساعت: استفاده از کولر می تواند گزینه بهتری باشد.

اما یک نکته بسیار مهم وجود دارد؛ عدد 75 کیلومتر بر ساعت یک قانون ثابت برای همه خودروها نیست.

چرا این سرعت برای همه خودروها یکسان نیست؟

هر خودرو ویژگی های خاص خود را دارد و عوامل مختلفی می توانند تعیین کنند که نقطه تعادل میان کولر و شیشه باز در چه سرعتی قرار داشته باشد.

یکی از مهم ترین عوامل، طراحی آیرودینامیکی خودرو است. یک خودروی سدان با بدنه ای کشیده و آیرودینامیک ممکن است در برابر باز بودن شیشه ها واکنشی متفاوت نسبت به یک شاسی بلند بلندتر و جعبه ای شکل داشته باشد.

میزان باز بودن شیشه ها نیز اهمیت زیادی دارد. کاملا پایین بودن چهار شیشه با کمی باز بودن یکی از پنجره ها یکسان نیست و طبیعتا میزان آشفتگی جریان هوا در این دو حالت تفاوت دارد.

از سوی دیگر، سیستم تهویه خودروها نیز عملکرد مشابهی ندارد. کولر یک خودرو ممکن است برای خنک نگه داشتن کابین انرژی بیشتری مصرف کند، در حالی که خودروی دیگری از سیستم تهویه بهینه تر و کم مصرف تری استفاده می کند.

دمای محیط، شدت تابش خورشید، دمای اولیه کابین و تعداد سرنشینان نیز می توانند میزان کار سیستم تهویه را تغییر دهند.

به همین دلیل، ممکن است نقطه تقاطع در یک خودرو در سرعتی پایین تر رخ دهد و در خودرویی دیگر، شیشه های باز حتی تا سرعت های بالاتر نیز گزینه کم مصرف تری باشند.

شبیه سازی جریان هوا چه چیزی را نشان می دهد؟

شبیه سازی های دینامیک سیالات محاسباتی یا CFD می توانند دلیل این تفاوت را به خوبی نشان دهند.

وقتی شیشه های خودرو بسته هستند، جریان هوا با نظم بیشتری از روی بدنه و اطراف خودرو عبور می کند. بدنه خودرو در این حالت از نظر آیرودینامیکی شرایط تمیزتری دارد و مقاومت کمتری در برابر جریان هوا ایجاد می شود.

اما با باز شدن شیشه ها، بخشی از جریان هوا وارد کابین می شود. این جریان پس از ورود به داخل خودرو مسیرهای مختلفی پیدا می کند و دوباره از پنجره ها خارج می شود. نتیجه، ایجاد جریان های آشفته و افزایش مقاومت هواست.

هرچه سرعت خودرو بیشتر باشد، انرژی موجود در این جریان هوا نیز بیشتر خواهد بود و در نتیجه، تاثیر شیشه های باز بر مقاومت آیرودینامیکی خودرو اهمیت بیشتری پیدا می کند.

در چنین شرایطی، بسته نگه داشتن شیشه ها و استفاده از کولر می تواند از نظر مصرف انرژی منطقی تر باشد.

شیشه باز یا کولر؟

مرز 75 کیلومتر به عنوان شاخصی برای مثال مورد استفاده قرار گرفت. این عدد برای همه خودروها یکسان نیست و عواملی مانند طراحی بدنه، نوع خودرو، عملکرد کولر، میزان باز بودن شیشه ها، دمای محیط و شرایط رانندگی می توانند آن را تغییر دهند. از سوی دیگر ارتباط باز بودن شیشه و افزایش آلودگی هوای درون کابین نیز به عنوان یک گزینه مهم می تواند مدنظر قرار گیرد. از طرفی استفاده از کولر نیز می تواند هزینه های مکانیکی خودرو را در آینده افزایش دهد. بنابراین همه چیز به انتخاب راننده با توجه به شرایط و اولویت هایش بستگی دارد.

تنظیم و ترجمه: محمدمهدی حیدرپور

شوک خطرناک اکس سمی به بیتا سحرخیز

بیشتر بخوانید:

۹ اشتباه رایج که کولر خودرو را از نفس می‌اندازد

تماشاخانه

فیلترینگ را بردارید ؛ این تنها راه نجات امنیت شبکه است

حرکت ماشین‌ها شبیه قایق موتوری / سرازیر شدن آب از سقف خانه‌ها / خطر در کمین شهرهای مرکزی ایران

فیلم های دیگر