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

i Введение. Процесс работы ветряного колеса весьма близок к работе гребного винта с тем отличием, что гребной винт превращает .работу мотора в кинетическую энергию жидкой среды, увеличивая скорость ее движения, ветряное же колесо поглощает из движущейся жидкой среды кинетиче­ скую энергию, превращая ее в полезную работу на валу ветряка, жидкая же среда при этом теряет часть своей кинетической энергии, и скорость движения |Е £ идкости уменьшается. г Теорйя "рассматривает оба процесса как две фазы одного общего явления. Однако теория гребного винта получила более раннее развитие и только впоследствии была распространена и на работу ветряного колеса. ' Излагаемая в дальнейшем теория ветряных двигателей представляет соединение теории Д ж е в е ц к о г о ^ ) с общими теоремами о количестве движения жидкости в применении их к работе ветряного двигателя. В применении к гребным винтам данная теория 2) впервые была раз­ работана автором совместно с Б. Н. Ю р ь е в ы м в 1912 г. В конце 1912 г. появилась в печати „Вихревая теория гребных винтов" проф. Н. Е. Ж у к о в ­ ского®) , более глубоко охватывающая явление. В 1917 г. Г. А. Б о т е з а т дает теорию винтов, весьма близкую к теории С а б и н и н а - Ю р ь е в а , с распространением ее на все режимы работы винта, в том числе и на режим ветряка. Можно указать на ряд аналогичных теорий, появившихся за границей: А. B e t z в 1919 г. в Германии, Н. G l a u e r t * ' ) в Англии в 1921 г. В при­ менении к ветряным двигателям первой работой надо считать вихревую теорию ветряка проф. Н. Е. Ж у к о в с к о г о , напечатанную в трудах ЦАГИ в литографированном виде и не получившую в силу этого широ­ кого распространения. В 1923 г. была напечатана статья автора ®), в кото­ рой изложена теория С а б и н и н а - Ю р ь е в а в применении ее к ветряному двигателю с самоустанавливающимися лопастями. Из иностранных работ надо упомянуть работы А. B e t z , М. M u n k и W. Ho f f , рассматривающие работу идеального ветряка и относящиеся к 1920 г. Р1з теорий, рассматри­ вающих работу реального ветряка, следует указать на прекрасную книгу А. B e t z „Windenergie und Ihre Ausnutzung durch Windmtihlen" (1926). Bee перечисленные теории, будучи весьма схожими, выводят соотно- •шение между приращением осевой скорости потока в плоскости вращения ветряка к скорости далеко за ним, прилагая доказательство, данное впер­ вые F i n s t e r w a I d е г для гребных винтов. Соотношение скоростей для идеального ветряка, как и для винтов, получается равным Va- • С. К. Д ж е в е ц к и й. Теория воздушных винтов и спфоб их вычисления. Киев, 1910 г. Доклад Г. С а б и н и н а второму Воздухоплавательному съезду в Москве. Апрель, 1912 г. Краткое изложение находится в курсе проф. Н. Е. Ж у к о в с к о г о . Теоретиче­ ские основы 'воздухоплавания. 1912 г. 3) Н. Е. Ж у к о в с к и й . Вихревая теория гребного винта. Труды отдела физ. наук Общества люб. естеств. Том XVI. 1912 г. •) R. & М. № 786. Н. G1 а U е г t. ®) Ветряная мельница типа „НЕЖ". 1919 г. •) Г. С а б и н и н . Ветряный двигатель с самоустанявливающимися лопастями. Труды ЦАГИ. Вып. 2, 1923 г.