* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

609 ВЕТРЯНЫЕ ДВИГАТЕЛИ 610 ее р а з в и в а е т мощность от 5 д о 10 IP с к п д о к о л о 0,4—0,5. Н а ф и г . п р е д с т а в л е н а В . м . , п р и в о д и м а я в действие ветряным двигате­ лем (см.) современного т и п а , в р а щ а ю щ и м в а л а, н а к о н ц е к о т о р о г о н а с а ж е н а к о н и ч . ш е с т е р н я б, с ц е п л я ю щ а я с я с д р у г о й т а к о й ж е ш е с т е р н е й г н а г о р и з о н т а л ь н о м в а л у д. З е р н о з а г р у ж а е т с я в п о с т а в В, и п р о д у к т р а з м о л а и з последнего в и н т о м Е п о д а е т с я к с а м о т а с к е Д, к о т о р а я п о д н и м а е т его в о в т о ­ рой э т а ж м е л ь н и ц ы ; и з с а м о т а с к и п о т е ч к е к п р о д у к т п о с т у п а е т в б у р а т Г , где о н п р о ­ с е в а е т с я , и м у к а в ы х о д и т п о т е ч к е л, а о т р у ­ би—ПО течке М. В. Прокофьев. °5 ВЕТРЯНЫЕ Д В И Г А Т Е Л И , двигатели,при­ водимые в д в и ж е н и е с и л о ю в е т р а , д а в я щ е г о на к р ы л ь я . Воздух, подходя к В . д . и про­ ходя через площадь, ометаемую его к р ы л ь я ­ ми, создает перед ним увеличенное давле­ ние, у м е н ь ш а е т свою с к о р о с т ь и ч а с т и ч . но растекается в о к р у г В . д . * ( с м . Аэродинамика). Схему течения воздуха около В . д . можно представить в виде ф и г . 1. Л и н и и ABB и AxBJBi п р е д с т а в л я ю т собою г р а н и ­ цы частиц воздуха, прошед­ ш и х и не п р о ш е д ш и х с к в о з ь I W-v, | . п л о щ а д ь , о м е т а е м у ю к р ы л ь ­ я м и В . д . ; п р и этом з а д в и г а ­ i т е л е м объем BBBiBi обрабо­ танного воздуха мы рассма­ Фиг. 1. т р и в а е м и з о л и р о в а н н ы м от о к р у ж а ю щ е г о в о з д у х а с более с п о к о й н ы м течением. Обозначим скорость воздуха д а ­ л е к о п е р е д д в и г а т е л е м в сечении АА че­ р е з W, с к о р о с т ь в п л о с к о с т и в р а щ е н и я ББ ч е р е з W—w, с к о р о с т ь о т р а б о т а н н о г о в о з д у х а д а л е к о з а д в и г а т е л е м в ВВ ч е р е з W—w и п л о щ а д ь , о м е т а е м у ю к р ы л ь я м и д в и г а т е л я , в сечении БВ ч е р е з F. П о т е о ­ реме о к о л и ч е с т в е д в и ж е н и я ( п о л а г а я в н е й э л е м е н т в р е м е н и t=l с к . ) и м е е м с и л у л о ­ бового д а в л е н и я д в и г а т е л я Х Х Х x г Т . о. работа, отданная потоком воздуха В. д . , согласно (2), равна qF(W—w)*w . Энергия ветра измеряется его ж и в о й силой 1 Д е л я работу В . д . на энергию ветра и з а м е н я я ю ч е р е з 2ги, п о л у ч и м к о э ф ф и ц и е н т использования энергии ветра, и л и кпд его, х | _ ,pF(W-ig)&ig, _ ?F i(W-w)hB W 3 Д л я получения максимума ? определяем производную и п р и р а в н и в а е м ее н у л ю : §=W&[(W-w)*-2(W-w)w] откуда W— гю — 2w, ги = ~я a =0, W—iv = ~W; 16 P=mW—m{W—w )=mw , (1) где т—масса прошедшего в 1 с к . через площадь F воздуха; мощность двигателя T=P(W-w)=mw {W-iv). (2) Т а же мощность в ы р а ж а е т с я к а к разность ж и в ы х с и л п о т о к а в с е ч е н и я х АА и ВБ . В сечении ВВ д а в л е н и е р а в н о а т м о с ф е р ­ ному и линии тока воздуха параллельны средней оси потока. Имеем: 1 1 1 Х г г Т=т- 2 т- ~~-^mw Wx -fy (3) С р а в н е н и е в ы р а ж е н и й (2) и (3) д а е т н а м : * Н г & (4) Д л я средней скорости потока в сечениях АА и ВВ и м е е м : Х г W+(W - гв,) = W - у & = W - w, т . е . скорость воздуха в плоскости в р а щ е н и я В . д . я в л я е т с я средней арифметической и з скоростей воздуха далеко перед двигателем и далеко з а н и м . Масса воздуха, п р о х о д я ­ щ е г о в 1 с е к у н д у ч е р е з сечение F п л о с к о с т и в р а щ е н и я В . д . : m=QF(W—w), где Q—плот­ н о с т ь в о з д у х а (в н а ш и х у с л о в и я х п р и t° 15°, при 45° с. ш . , на уровне моря q = j Т. Э. т. III. . ^=^(f^) f = g =0,(592). Отсюда в и д н о , что более /г7 э н е р г и и в е т р а , проходящ. через ометаемую к р ы л ь я м и В . д . п л о щ а д ь , п о л у ч и т ь н е л ь з я . Это о т н о с и т с я к о всяк, рода В . д.—крыльчат. и карусельным. Работы Центр, аэро-гидродинамич. ин-та ( Ц А Г И ) в 1920 г . п о к а з а л и , ч т о п о л у ч а е м ы й и з о п ы т а к п д ? з а в и с и т от м е т о д а и с п ы т а н и я В . д . Ветер в периоды усиления расходует свою энергию не только на полезную рабо­ ту, отдаваемую двигателю, но и на обра­ зование в к р ы л ь я х запаса живой силы, к а к в маховике; в период ослабления ветра накопленная в двигателе энергия отдается рабочим машинам в дополнение к энергии, получаемой двигателем от ветра. В первом случае мощность, показыв. измерительны­ ми приборами, имеет слишком низкие к п д , во втором—слишком высокие, в виду чего необходимо делать не мгновенные отсчеты, а непрерывные записи всех элементов работы д в и г а т е л я в течение н е с к о л ь к и х минут и брать и з этого м а т е р и а л а средние в е л и ч и н ы . Все В . д . м о ж н о р а з б и т ь н а д в а г л а в н ы х к л а с с а : 1) к р ы л ь ч а т ы е , у к о т о р ы х о с ь двигателя н а п р а в л е н а по потоку (наши обыч­ ные в е т р я н ы е м е л ь н и ц ы и л и « а м е р и к а н с к и й » двигатель много­ лопастного типа), .— и 2) д в и г а т е л и к ар у с е л ь н о г о ти­ па, у которых ось поставлена перпен­ д и к у л я р н о к пото­ к у . Н а фиг. 2 пред­ ставлена характе­ ристика В . д . мно­ голопастного типа «Аэромотор», с диа­ метр . лопастей В = =2,5 м и п р и ско­ р о с т и W—4 м/ск. Размеры В . д. ка­ русельного типа в несколькораз боль­ ше размеров к р ы л ь ч а т ы х двигателей той ж е мощности; в то ж е время двигатели карусельного типа обладают низким коэф­ фициентом использования энергии ветра, тихоходностью и громоздкостью. Почти в с я площадь, подставляемая действию ветра, у н и х закрыта материалом, что делает и х неспособными выдерживать б у р и . Д о с и х 20