Az impulzus tétel alkalmazása (egyszerűsített propeller-elmélet)

Az előadások a következő témára: "Az impulzus tétel alkalmazása (egyszerűsített propeller-elmélet)"— Előadás másolata:

1 Az impulzus tétel alkalmazása (egyszerűsített propeller-elmélet)
Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

2 A szélkerék áramcső v1 v2 2 2' 1 1' Ap A2 A1 Hő- és Áramlástan I.
Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

3 A propellerhatásfok A szélkerék által a mozgó levegő energiájából hasznosított energiamennyiség az összes energiamennyiséghez képest c1= a szélsebesség cp= a propellernél mérhető sebesség c2 = a propeller mögött nagy távolságban az elképzelt áramcsőben érvényes sebesség Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

4 A Betz-limit A szélkerék teljesítményének összefüggése Ez a függvény c2/c1 re harmadfokú és helyi szélsőértéke van, mégpedig maximuma ott ahol c2/c1 =1/3! Ezt visszahelyettesítve a lehetséges maximális teljesítmény, adott geometriai méretek és szélsebesség esetén Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

5 A Betz-limit A szélkerék teljesítményének összefüggése Ez a függvény c2/c1 re harmadfokú és helyi szélsőértéke van, mégpedig maximuma ott ahol c2/c1 =1/3! Ezt visszahelyettesítve a lehetséges maximális teljesítmény, adott geometriai méretek és szélsebesség esetén A szélkerék rotor körének megfelelő területen időegység alatt áthaladó mozgó levegő energiájának maximálisan 16/27-ed része hasznosítható! Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

6 a szélkerék megfordítottja.
A légcsavar külső energia-befektetés útján levegőáramlást hoz létre (közlekedési eszköz mozgását eredményezi) = a szélkerék megfordítottja. Ebben az esetben a hatásfok a jármű vontatására fordított teljesítmény és a légcsavarkörnél a levegővel közölt összes teljesítmény hányadosa c2= a légcsavar előtt, nagy távolságban az elképzelt áramcsőben érvényes elméleti sebesség, mely a haladási sebesség cp= a propellernél mérhető sebesség c1 = a légcsavar mögött, nagy távolságban az elképzelt áramcsőben érvényes elméleti sebesség Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék

7 Ellenőrző kérdések Mit értenek propeller-hatásfok alatt egy szélkerék esetében? Mit értenek propeller-hatásfok alatt egy járművet hajtó légcsavar esetében? Mi a Betz-limit? Milyen feltétel teljesülése esetén maximális a szélkerék teljesítménye? Adott szélsebesség és ismert geometriai méretek esetén hogyan határozható meg egy szélturbina maximális lehetséges teljesítménye? Hő- és Áramlástan I. Dr. Író Béla SZE-MTK Mechatronika és Gépszerkezettan Tanszék