Перехитрим Ньютона. Часть 3. Статья №86. 13.11.18



Продолжение...

Пятый шаг позволит нам подсчитать удельную силу тяги, создаваемую лопастью с единичной площадью. Сила тяги в нашем случае – это проекция гидродинамической силы Ft на линию движения лопасти. Мы можем определить эту силу через проекции векторов Су и Сх: Ft = [Cу•Sin γ – Cx•Cos(γ)]•10•ρ•V2•0,5 = 2,79•(ρ•V2 • 0,5).

Получается, что сила тяги лопасти в 2,79 раза превышает скоростной напор, который воздушный поток со скоростью V создаёт при лобовой встрече с неподвижной пластиной. Значение силы тяги говорит нам о величине импульса, получаемого лопастью от потока. В отличие от взаимодействия шара с призмой, лопасть получает от потока газа (жидкости) импульс, превышающий почти втрое тот импульс, которым располагает сам поток.

Другими словами, вместо уменьшения доли импульса, передаваемого от шара к призме, по мере увеличения относительной скорости призмы, мы видим совсем иной эффект – сверхединичное увеличение доли импульса, передаваемого от потока к быстро движущейся лопасти.

Тут есть некоторая тонкость. Дело в том, что закон Ньютона (ЗСИ) провозглашает сохранение импульса исключительно в отношении той линии, по которой происходит сближение тел до их соприкосновения. В отношении всех остальных направлений суммарный импульс двух тел должен быть равен нулю, как до силового взаимодействия, так и после. Это значит, что, например, в отношении направления движения лопасти закон Ньютона устанавливает только одно условие: импульс, полученный лопастью, должен быть равен по величине и противоположен по направлению импульсу, полученному потоком газа (жидкости). Но в этом случае поток газа, после схода с лопасти, должен иметь скорость многократно превышающую изначальную скорость воздушного потока. Однако, на практике такого значительного ускорения потока не наблюдается. Быстроходная лопасть, в процессе взаимодействия с потоком, приобретает импульс больше того, который теряет поток.

Пришло время шестого шага, на котором мы определим удельную тяговую мощность лопасти (в пересчёте на единицу её площади). Для этого достаточно умножить силу тяги (Ft) на скорость движения лопасти (U). С учётом того, что U = 3V, имеем:

Nt = Ft•U = 2,79•(ρ•V2 • 0,5) •3V = 8,36•(ρ•V3 • 0,5).

Чтобы понять, насколько велико или мало полученное нами значение тяговой мощности лопасти, необходимо сделать последний седьмой шаг, на котором мы сопоставим тяговую мощность лопасти с располагаемой мощностью потока.

Удельная располагаемая мощность потока газа (жидкости) сечением в один квадратный метр, при скорости V, определяется известной формулой: NП = ρ•V3 • 0,5.

Сравнивая это значение с рассчитанной тяговой мощностью Nt = 8,36•(ρ•V3•0,5), легко убедиться, что взаимодействие потока с быстро движущейся лопастью (U = 3V), обеспечивает более чем восьмикратное превышение тяговой мощности лопасти над располагаемой мощностью самого потока (ƞ = 8,36)...

Окончание следует...



Подмечайте то, что.
другие не видят.
Оформим патент на ваше изобретение.
Обращайтесь к патентному поверенному РФ рег. №358
Надежде Станиславовне Ковальчук:

Телефон: +7 (495) 737-63-77 доб. 4020



Автор:  Игорь Юрьевич Куликов

Возврат к списку