Проблема использования энергии ветра. Ч. 4 : Теория и аэродинамический расчет ветряных двигателей

— 12 — Обращаясь теперь опять к неподвижному ветряку и перенося туда точки СС и проводя через них влево линии тока (фиг. 2), мы получим бутылеобразную поверхность оттССпщ донышко этой бутыли для случая, показанного на фиг. 3, будет неподвижно, а плечики будут убегать вместе с ветряком влево. Поверхность оттССпп выделяет из всего потока как массу жид­ кости, уже увлеченную ветряком, так и ту, которая будет увлечена впо­ следствии. Фиг. 3. С 1 1 '"^1 г 'т\ X |ти С Слой жидкости с кольцеобразным сечением, заключенный между поверхностями оттССпп и aabb, заштрихованный косыми линиями и обра­ зующий как бы стенки бутыли, идет на образование присоединенной массы. Конечно в действительности явление не будет столь просто, соленоид будет распадаться на отдельные вихревые кольца, которые постепенно будут гаснуть, .но количество движения, вызванное ими, будет сохраняться. Теперь перейдем к составлению уравнения, выражающего закон, сохранения энергии. При этом мы встречаемся с затруднением в опреде­ лении дсоличества энергии, участвую­ щей в процессе образования количе­ ства движения присоединенной массы. Чтобы обойти это затруднение, мы будем рассматривать явление относи­ тельно координат, неподвижных по отношению к струе, уходящей от ветряка. Придадим всей системе скорость V—г'а в направлении противопо­ ложном скорости потока V (на нашем чертеже фиг. 4 справа налево), тогда скорость потока вдали от ветряка будет: скорость за ветряком в, цилиндрической части струи' будет нуль, и сам ветряк будет двигаться навстречу потоку со скоростью V — ( ф и г . 4). Проведем плоскость СС, перпендикулярную к оси zz'. Напишем уравнение, выражающее закон сохранения энергии для части потока, находящейся слева от плоскости СС. Поток вне ограничивающей поверхности АА'ВВ'СС не имеет, приращения количества энергии от деформации, производимой ветряком, так как во время процесса и на­ чальное и конечное состояние, характеризуемое давлением и скоростью жидкости^ остается неизменным. Таким образом в уравнение энергии вой- Фиг. 4.