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

- 18 — Координаты точек^ данные в виде особых функций - у ^ пере­ считаны по формулам:. которые выводятся из сопоставления обозначений, принятых здесь со зна­ чениями функций Н. G l a u e r t . На эту же диаграмму нанесены коротким пунктиром значения В', по- прежним теориям не вводившим присоединенной массы. Как видно из диаграммы, эксперимент подтверждает новую теорию как-раз в той области, где различие между прелшими теориями и новой наиболее резко- Некоторое расхождение экспериментальных точек может быть объяснено- концевйм эффектом лопастей ие принятым во внимание Н. Glauert'oM. при обработке им результатов опыта. Теория реального ветряка. Теперь обратимся к рассмотрению рабочего процесса реального вет­ ряка. Пусть на ветряк (фиг. 6), ось которого параллельна скорости потока,, набегает неограниченный поток со скоростью V. Так как ветряк при вра­ щении своем создает некоторый под- Bd-i С • пор, то скорость потока по мере при­ ближения к ветряку падает, как по­ казано схематически иа фиг. 6 внизу , пунктирной линией. Это падение ско­ рости продолжается некоторое время и,,по еле прохождения потока за коле­ сом. На .той же диаграмме сплошной^ линией показано изменение давления. в потоке. Давление по мере прибли­ жения к ветряку повышается, при Фиг. 6. ' прохождении через ометаемую пло­ щадь оно резко падает и принимает отрицательйре значение, т, е, за ветряком получается разрежение, которое' по мере удаления от ветряка асимптотически приближается к нулю. Из центра ветряного колеса проведем две концентрические окружности с радиусами г я г +dr. Через все точки обеих окружностей проведеш линии тока, образующие две поверхности ABC, А'В'С, бутылообраз- ной' формы. Жидкость, заключенную между этими поверхностями, назовем- элементарной кольцевой струей. Поверхности ABC, А'В'С вырежут из ло­ пастей ветряка отрезки длиной dr, которые будем называть элементарными: лопастями. ' ' Сделаем предположение, обычно принимаемое в аналогичных тео-' риях, что' разность давлений _ по обе стороны ветряного колеса, дей­ ствующая на площадь, кольца, получающегося, от пересечения ометаемой: плоскостью элементарной струи, воспринимается,элементарными лопастями.. На основании этого составляем первое уравнение связи: ^—г-гттттТТ 2'Krdr{px—Ра) ~ idR cos (R, s) = i {dY • cos p dX sin p) ^), (21> 1) Смотри , главу ЦКоицевые потери". У) Силу, действующую на крыло, принято разлагать на две слагающие—одну ^—напра­ вленную по потоку и называемую лобовым сопротивлением крыла, и другую К—напраплеинудЬ. перпенди1{улярно к потоку, называемую подгемной силой.