ტურბინის თეორია და ბეცის კოეფიციენტი

ვინდუს მიერ ამოღებული ძალის განსაზღვრა შეგვიძლია ჩავთვალოთ ჰაერის დიუქტი, როგორც ფიგურაშია ნაჩვენები. ასევე ჩავთვალოთ, რომ დიუქტის შესასვლელზე ვინდის სიჩქარეა V1 და დიუქტის გამოსასვლელზე ვინდის სიჩქარეა V2. ვთქვათ, კითხვად წარმოდგენილი ჰაერის მასა m გადის ამ წარმოდგენილ დიუქტის შემდეგ თითოეულ წამში.
ახლა, ამ მასის გამო ვინდის კინეტიკური ენერგია დიუქტის შესასვლელზე იქნება,

ანალოგიურად, ამ მასის გამო ვინდის კინეტიკური ენერგია დიუქტის გამოსასვლელზე იქნება,


შესაბამისად, ამ რაოდენობის ჰაერის დიუქტის შესასვლელიდან გამოსასვლელამდე გადატაცების დროს ვინდის კინეტიკური ენერგიის ცვლილება იქნება,

როგორც უკვე ვთქვით, ამ რაოდენობის ჰაერი გადის წარმოდგენილ დიუქტში ერთ წამში. შესაბამისად, ვინდიდან ამოღებული ძალა იქნება იგივე, რაც ჰაერის მასის გადატაცების დროს დიუქტის შესასვლელიდან გამოსასვლელამდე კინეტიკური ენერგიის ცვლილება.

ძალა განვსაზღვროთ, როგორც ენერგიის ცვლილება წამში. შესაბამისად, ამოღებული ძალა შეიძლება ჩავწეროთ შემდეგნაირად,

რადგან ჰაერის მასა m გადის ერთ წამში, ეს რაოდენობა უნდა ჩავთვალოთ როგორც ჰაერის მასის დებითი სიდიდე. თუ კარგად დავფიქრდებით, სახელწოდება ისევ იქნება იგივე შესასვლელზე, გამოსასვლელზე და ყველა დიუქტის გადაჭრის მითითებულ ნაწილზე. რადგან რამდენი ჰაერი შედის დიუქტში, ისევ ის გამოდის გამოსასვლელიდან.
თუ Va, A და ρ არის ჰაერის სიჩქარე, დიუქტის გადაჭრის ფართობი და ჰაერის სიმკვრივე ტურბინის ლულუნებზე შესაბამისად, მაშინ ჰაერის მასის დებითი სიდიდე შეიძლება ჩავწეროთ შემდეგნაირად

ახლა, თუ ჩავსვავთ m-ის ნაცვლად ρVaA განტოლება (1)-ში, მივიღებთ,

ახლა, რადგან ტურბინა ჩავთვალეთ დიუქტის შუაში დასასვლელი, ტურბინის ლულუნებზე ვინდის სიჩქარე შეიძლება ჩავთვალოთ შესასვლელი და გამოსასვლელი სიჩქარეების საშუალო რიცხვი.

რათა მივიღოთ მაქსიმალური ძალა ვინდიდან, განტოლება (3) უნდა გავარჩიოთ V2-ის მიმართ და უნდა ჩავთვალოთ ნული. ანუ,

ბეცის კოეფიციენტი

ზემოთ მოყვანილი განტოლებიდან გამოდის, რომ თეორიული მაქსიმალური ძალა, რომელიც ამოღებულია ვინდიდან, არის მისი სრული კინეტიკური ძალის 0.5925 წილი. ეს წილი ცნობილია როგორც ბეცის კოეფიციენტი. ამ გამოთვლილი ძალა შესაბამისია ვინდის ტურბინის თეორიის მიხედვით, თუმცა სარეალო მექანიკური ძალა, რომელიც გენერატორს ავადია, ნაკლებია და ეს არის ხახუნების, როტორის ბერინგების და ტურბინის აეროდინამიკური დიზაინის არაეფექტურობის გამო.

განტოლებიდან (4) გამოდის, რომ ამოღებული ძალა არის

1. პროპორციული ჰაერის სიმკვრივე ρ-ს. რაც უფრო დიდი იქნება ჰაერის სიმკვრივე, ტურბინის ძალაც იქნება უფრო დიდი.

2. პროპორციული ტურბინის ლულუნების გადაჭრის ფართობს. თუ ლულუნების სიგრძე იზრდება, გადაჭრის ფართობის რადიუსიც შესაბამისად იზრდება, შესაბამისად ტურბინის ძალაც იზრდება.

3. ტურბინის ძალა ასევე იზრდება ვინდის სიჩქარესთან ერთად. ეს ნიშნავს, რომ თუ ვინდის სიჩქარე ხუთჯერ იზრდება, ტურბინის ძალა შვიდჯერ იზრდება.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.