Свободная энергия

Действительно, если мы учтем, что скорость вращения ветроколеса при работе в наилучшем режиме должна быть пропорциональна скорости ветра, то выражение мощности ветродвигателя может быть записано:

`N_в.дв. = {1/1530}*V^3*D^2*\xi = K*V^3 ~~ K_1*n_в.к^3` (л. с.)

где: `\xi` — коэффициент использования энергии ветра, который при полной загрузке ветродвигателя равен постоянной величине.

D — диаметр ветроколеса в метрах,
V — скорость ветра в м/cек.,
`n_в.к` — число оборотов ветроколеса,
`К, К_1` — коэффициенты, в которые входят все неизменные величины, характеризующие данный ветродвигатель.

Это равенство определяет условия наилучшего использования ветронасосного агрегата.

В то же время выражение мощности, потребляемой поршневым насосом, может быть представлено следующей простой формулой:

`N = {Q*H}/{75*\eta_нас} = {F_ц*h*n_в.к.*i*H}/{60*75*\eta_нас.}`, где:
Q — производительность насоса (л/сек),
Н — напор, с которым работает насос (м),
`\eta_нас.` — к. п. д. насоса,
`F_ц` — площадь поршня насоса (`дц^2`),
h — ход поршня (дц)/,
i — передаточное отношение передачи от ветроколеса к насосу,
`n_в.к. n_нас.` — соответственно число оборотов ветроколеса и вала кривошипно-шатунного механизма.

Что касается требования малого числа ходов поршня насоса, то оно объясняется тем, что поршневой насос подает воду не непрерывно, а порциями, приводя при этом в движение не только столб воды, находящийся над поршнем, но и штанги. Вес штанг при этом может достигать большой величины, особенно если вода поднимается с больших глубин. Увеличение числа ходов поршня приводит к возникновению ударов в штангах, их разрыву, а также к возникновению гидравлических ударов в трубах, что приводит к порче насоса.

Чем же объясняется, что для поршневого насоса требуется большой начальный момент при пуске его в работу?

Чтобы ответить на этот вопрос, посмотрим, как меняется момент сопротивления на кривошипе насоса за один ход поршня (рис. 48).
За один ход поршня момент на кривошипе, т. е. момент нагрузки на валу двигателя, который приводит насос, изменяется пропорционально косинусу угла поворота кривошипа согласно формуле:
`М_нас. = P*R*cos\phi`, где:
Р — усилие на штанге насоса (кг),
R — радиус кривошипа, равный половине хода поршня (м),
`\phi` — угол поворота кривошипа относительно вертикального положения, `cos\phi` — косинус угла поворота.

Когда кривошип находится в вертикальном (верхнем или нижнем) положении, то момент сопротивления насоса равен нулю. При движении поршня насоса из нижнего положения в верхнее момент сопротивления возрастает и становится в 3,14 раза больше некоторого среднего момента, который ветродвигатель преодолевает в процессе работы.

Средний же момент за один оборот кривошипа может быть определен делением заштрихованной площадки, огибаемой синусоидой, характеризующей изменение момента сопротивления на валу кривошипа за один оборот, на весь угол поворота кривошипа, т. е. на угол `2\pi`, или 360°.

Таким образом, максимальный момент сопротивления на валу кривошипа более чем в 3 раза выше среднего момента сопротивления, с которым работает ветродвигатель. Если во время работы ветродвигателя этот максимальный момент преодолевается за счет использования кинетической энергии ветроколеса, то при трогании с места он должен быть преодолен за счет момента вращения, создаваемого ветроколесом. Отсюда становится понятным, что ветродвигатели, которые используются для приведения в действие поршневых насосов, должны обладать большим моментом при трогании с места с тем, чтобы иметь возможность начинать работу при относительно малых скоростях ветра.

Страницы: 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12

• Работа быстроходных ветродвигателей с поршневыми насосами
  
• Ветронасосные установки с ротационными насосами
  

---

Последние новости

• Американцы разработали самосборные солнечные батареи
• Самолеты на биотопливе станут реальностью
• Рынок солнечных батарей значительно переполнен
• Россия готовит корабль с ядерным двигателем для полета на Марс
• Роль России в контроле изменений климата
• Растительное электричество: Ток из листьев
• Японцы показали солнечные батареи с выдающимися данными
• Японский электромобиль установил мировой рекорд по пробегу
• Япония принимается за разработку автобусов на электротяге
• Азот поможет запасти энергию