విండ్ టర్బైన్ యొక్క సిద్ధాంతం మరియు బెట్జ్ గుణకం

వాతావరణంలోని వాయువు నుండి శక్తిని లభించడానికి విండ్ టర్బైన్ ఉపయోగించినప్పుడు, మనం ఒక వాయు నాలుగుపు ఊహించాలి. ఇది చిత్రంలో చూపినట్లు. వాయు నాలుగుపు సంప్రవేశంలో వాయువు వేగం V1 మరియు వాయు నాలుగుపు వెలుగులో వాయువు వేగం V2 అని ఊహించాలి. ఒక సెకన్‌లో ఈ కల్పిత వాయు నాలుగుపు ద్వారా m మాస్ వాయువు వెళ్ళిపోతుంది.
ఈ మాస్ వలన వాయు నాలుగుపు సంప్రవేశంలో వాయువు గతి శక్తి,

ఇదే విధంగా, వాయు నాలుగుపు వెలుగులో వాయువు గతి శక్తి,


కాబట్టి, ఈ వాయువు పరిమాణం వాయు నాలుగుపు సంప్రవేశం నుండి వెలుగు వరకు ప్రవహించే విధంగా వాయువు గతి శక్తి మార్పు జరుగుతుంది,

మనం ఇప్పుడే చెప్పాము, ఒక సెకన్‌లో ఈ కల్పిత వాయు నాలుగుపు ద్వారా m మాస్ వాయువు వెళ్ళిపోతుంది. కాబట్టి, వాయువు నుండి లభించిన శక్తి వాయు నాలుగుపు సంప్రవేశం నుండి వెలుగు వరకు ప్రవహించే విధంగా వాయువు గతి శక్తి మార్పుకు సమానం.

శక్తిని మీను రాస్తాం ఎందుకంటే సెకన్‌లో సంభవించే శక్తి మార్పు. కాబట్టి, ఈ లభించిన శక్తిని మీరు ఈ విధంగా రాస్తారు,

ఒక సెకన్‌లో m మాస్ వాయువు ప్రవహించినప్పుడు, మనం ఈ పరిమాణాన్ని వాయువు మాస్ ప్రవాహ రేటుగా పిలుస్తాము. ఈ విధంగా విచారించినప్పుడు, మనం సులభంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు, వాయు నాలుగుపు సంప్రవేశంలో, వెలుగులో మరియు వాయు నాలుగుపు యొక్క ప్రతి క్రాంత్ విధంగా మాస్ ప్రవాహ రేటు సమానంగా ఉంటుంది. ఎందుకంటే, వాయు నాలుగుపు ద్వారా ప్రవహించే వాయువు పరిమాణం వెలుగులో బయటకు వచ్చే వాయువు పరిమాణానికి సమానం.
Va, A మరియు ρ వర్టెక్స్ బ్లేడ్స్ వద్ద వాయువు వేగం, వాయు నాలుగుపు యొక్క క్రాంత్ విధంగా వైశాల్యం మరియు వాయువు ఘనత్వం వర్టెక్స్ బ్లేడ్స్ వద్ద వర్ణించబడినట్లయితే, వాయువు మాస్ ప్రవాహ రేటు ఈ విధంగా సూచించబడుతుంది

ఇప్పుడు, సమీకరణం (1) లో m ను ρVaA తో మార్చి, మనకు ఈ సమీకరణం వస్తుంది,

ఇప్పుడు, వాయు నాలుగుపు మధ్యలో వాయువు వేగం వాయు నాలుగుపు సంప్రవేశం మరియు వెలుగులో వేగాల సగటు వేగంగా భావించవచ్చు.

వాయువు నుండి గరిష్ఠ శక్తిని లభించడానికి, మనం సమీకరణం (3) ను V2 వద్ద విభజించి అది సున్నాకు సమానంగా ఉంటే. అనగా,

బెట్స్ కోఫిషెంట్

ముఖ్యమైన సమీకరణం నుండి, వాయువు నుండి లభించిన సిద్ధాంతాత్మక గరిష్ఠ శక్తి వాయువు యొక్క మొత్తం గతి శక్తి యొక్క 0.5925 భాగంగా ఉంటుంది. ఈ భాగాన్ని బెట్స్ కోఫిషెంట్ అంటారు. ఈ లభించిన శక్తి విండ్ టర్బైన్ సిద్ధాంతం ప్రకారం కానీ, వాస్తవంగా జనరేటర్‌కు లభించే యాంత్రిక శక్తి తక్కువ ఉంటుంది. ఇది రోటర్ బెయారింగ్‌లో రక్షణ నష్టాలు మరియు టర్బైన్ వాయువు డిజైన్ యొక్క అసమర్థత వలన ఉంటుంది.

సమీకరణం (4) నుండి లభించిన శక్తి

1. వాయువు ఘనత్వం ρ కు నేలయినంత సమానంగా ఉంటుంది. వాయువు ఘనత్వం పెరిగినప్పుడు, టర్బైన్ శక్తి పెరుగుతుంది.

2. టర్బైన్ బ్లేడ్స్ యొక్క స్వీప్ వైశాల్యానికి నేలయినంత సమానంగా ఉంటుంది. బ్లేడ్ పొడవు పెరిగినప్పుడు, స్వీప్ వైశాల్యం వ్యాసార్ధం పెరుగుతుంది, టర్బైన్ శక్తి పెరుగుతుంది.

3. టర్బైన్ శక్తి వాయువు వేగం3 వలన మారుతుంది. ఇది వాయువు వేగం రెండు రెట్లు పెరిగినప్పుడు, టర్బైన్ శక్తి ఎనిమిది రెట్లు పెరుగుతుంది అని సూచిస్తుంది.

ప్రకటన: మూలంను ప్రతిస్పర్ధించడం లేదు, మంచి వ్యాసాలను పంచుకోవాలి, స్వాతంత్ర్యం ఉన్నట్లయితే దూరం చేయడానికి సంప్రదించండి.