ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ПРИНЦИПЫ АЭРОДИНАМИКИ

В этой главе прописной буквой Р будут обозначаться мощность и плотность мощности ветрового потока, в зависимости от контекста, в том числе:

— плотность мощности ветрового потока. Это количество энергии, проходящее через единицу площади за единицу времени.

РА = pi;3 — располагаемая плотность мощности. Это теоретически мак­симальное количество энергии, которое можно получить из ветрового потока.

р = — — pv3Ar ~ полученная мощность. Это мощность, полученная ветроколесом ^ ^ из ветрового потока.

Строчной буквой р будет обозначаться давление.

Поток жидкости определяется количеством молекул, пересека­ющих перпендикулярную потоку единичную поверхность за единицу времени. Если п — это концентрация молекул в единице объема, a v — скорость потока жидкости, тогда поток ф можно определить следующим образом (м-2 • с-)

ф = nv. (4)

Полный поток, проходящий через площадь А, соответственно равен (с-1):

Ф = §А. (5)

13.6.2. Мощность ветрового потока

Если средняя масса молекул газа равна т, то кинетическая энергия дрейфового потока молекул можно определить как /2mv2. Количество энергии, переносимой потоком через единицу площади в единицу времени или плотность мощности ветрового потока (Вт/м2)

1,1 ■> 1 1 Pw = - ті) ф = - mnv =-pv. (6)

Обратим внимание на то, что плотность энергии ветра пропорциональна ско­рости ветра в кубе. Величина р — это плотность газа (кг/м-3).

р = тп. (7)

Плотности при стандартной температуре и стандартном давлении (273 К и 1 атм)

0,2-32 + 0,8-28 , . з

Р =----------- 22 4--------- =

Удельный объем идеального газа при стандартных условиях

К = ЛГ = 8314-273 3 м3 р 1,013-Ю5

13.6.3. Динамическое давление

Предположим, что 1 м3 газа содержит в себе п молекул. Кинетическая энергия каждой молекулы (Дж) 1/2 mv1. Тогда полная плотность энергии газа в расчете на единицу объема (Дж ■ м-3 или Н)

Wd = | nmv2 =^Pvl - (Ю)

Количество энергии, содержащееся в единице объема, имеет ту же раз­мерность, что и отношение силы к единице площади. Таким образом, плотность энергии Wd представляет собой не что иное, как динамическое давление.