Yüklənir...
Giriş:
 
QlobalEnerji
Baş səhifə
Ön söz
Dünya necə çirklənir
Energetika problemi
Tükənməz təmiz enerji
Küləyin gücü
Külək qurğuları
Külək mühərriki
Külək pəri necə işləyir
Qanadda qaldırıcı qüvvə
Azərbaycanda külək enerjisi
Azərbaycanda görülən işlər
Daimi mühərrik
Düşündürən
Sən də düzəlt
Şəkil qalereyası
Məqalələr
Fizika Kursu
Səhifəm
Müəllifdən
İstifadə olunmuş ədəbiyyat
Külək pəri necə işləyir.

Bu səhifədə biz külək pərinin işini tədqiq edəcək və nə cür işləməsiniə aydınlıq gətiirəcəyik. (Bu səhifəni həmçinin düstur sevənlər üçün də səhifə adlandırmaq olar). Külək mühərrikinin işinin nəzəri əsasları hələ N.E. Jukovski tərəfindən qoyulmuşdur. O, aydınlaşdırmışdır ki, hava axınına məruz qalan qanadın (məsələn, axına qarşı qoyulmuş maili lövhə) üzərində havanın seyrəkləşməsi baş verir. Nəticədə qanadın üzərində alçaq, altında isə nisbətən yüksək təzyiq yaranır. Qanadın səthlərindəki bu təzyiqlər fərqi qaldırıcı qüvvə effekti yaradır. Eləcə də külək mühərrikinin pəri və ya təyyarənin qanadının iş prinsipi bu hadisəyə əsaslanır. İstənilən qanadın faydalı qaldırıcı qüvvəsi qanadların alt və üst səthində meydana çıxan təzyiqlər fərqi hesabına yaranır. Bu zaman hava axını öz kinetik enerjisini qanada verir və axının öz sürəti isə azalır. Qaldırıcı qüvvədən əlavə qanada müqavimət (alın müqavimət qüvvəsi) qüvvəsi də təsir göstərir.
       Fırlanma zamanı pərin qanadlarının “çəkdiyi” əhatə dairəsinə axın sahəsi deyilir. Pərin ön hissəsindəki hava axını qanadlarla qarşılıqlı təsir zamanı bir qədər tormozlanır, nəticədə axının sürəti azalır ki, bu da pərin ön hissəsində təzyiqin artmasına səbəb olur. Pərin arxa hissəsində isə təzyiq ön hissədəki ilə müqayisədə az olduğundan pərin qanadlarının səthlərində təzyiqlər fərqinin yaranmasına gətirib çıxarır. Bu təzyiqlər fərqi hər bir qanada uyğun istiqamətdə tətbiq olunmuş qüvvə şəklində özünü göstərir. Yuxarıda haqqında qeyd olunan qaldırıcı qüvvənin qiyməti həm də qanadın aerodinamik keyfiyyətindən də asılıdır.
       Qanadda qaldırıcı qüvvənin nə cür yaranması haqqında daha ətraflı və sadə şərhimi “Məqalələr” səhifəsindən endirə və ya “Qanadda qaldırıcı qüvvə necə yaranır” səhıfəsindən oxuya bilərsiniz.
       Külək qurğuları haqqında danışarkən küləyin enerjisindən istifadə əmsalı, sürətlilik və ya cəldlik kimi anlayışlardan istifadə etmişdik. İndi isə onları izah edək.


       Fərz edək ki, müəyyən S axın sahəsini əhatə edən v sürətinə, V=SL həcminə və m=ρV kütləsinə malik hava axını ona qarşı qoyulmus sahəsi S=bl olan səthə doğru hərəkət edir. Fizikadan (bax. Fizika, Mexanika bəhsi) məlumdur ki, bu axının kinetik enerjisi

ifadəsi ilə təyin edilə bilər.
       Bu ifadə həmin həcmdəki axının tam mexaniki kinetik enerjisini təyin edir.
Burada.
       ρ – hava axınının sıxlığı kq/m3; ρ=1.29 kq/m3
       S – axının əhatə sahəsi və ya tətbiq olunduğu sahə m2;
       V – axının həcmidir m3;
       L – axının uzunluğu və ya getdiyi yoldur m.
       v – axının sürətidir m/san;
Enerji və ya yolda görülən iş F qüvvənin l məsafəyə hasilinə bərabərdir W=Fl. Onda V=SL həcminə və S sahəsinə malik axın onun hərəkət istiqamətinə perpendikulyar vəziyyətdə qoyulmuş səthdə tam tormozlama zamanı ona

qədər qüvvə ilə təsir göstərər. Lakin bu ideal halda belə olardı. Bəzən nəzəriyyə ilə praktika 100% üst-üstə düşmür. Lakin onun heç də səhv olması qənaətinə gəlinməməlidir. Gücün N=Fv qüvvənin sürətə hasili olduğunu nəzərə alsaq buradan axının gücü üçün yaza bilərik.

bu ifadə S sahəsindən keçən axının tam gücünü ifadə edir. Bu düsturdan görünür ki, axının gücü sürətin üçüncü dərəcəsi ilə mütənasıbdir.
       Qeyd etmişdik ki, D diametrinə malik pərin fırlanması zamanı əhatə etdiyi sahə axın sahəsi adlanır. Bunu isə pərin qanadlarının sahəsi ilə (proyeksiya və ya kölgə sahəsi) qarışdırmaq olmaz. Yuxarıdakı düsturda qeyd olunan S sahəsi bizim nümunədə pərin fırlanma zamanı çəkdiyi əhatə sahəsini xarakterizə edir. Məlumdur ki, axın bu əhatə sahəsindən keçərkən axının bir qismi (Jukovskıya görə 1/3 üçdə biri) pərin qanadları ılə qarşılıqlı əlaqədə olub, öz kinetik enerjisini ona verə bilmir. Axının bir hissəsi pər fırlandığı müddətdə qanadlararası boşluqdan sanki sivişib çıxır. Bundan başqa axının pərlə qarşılıqlı təsiri nəticəsində mürəkkəb burulğanlı hərəkəti də əlavə müqavimət və itkilərə səbəb olur. Deyə bilərsiniz ki, bu qanadların sahəsini əhatə sahəsinə yaxınlaşdırmaqla və ya çatdırmaqla axının enerjisindən tam istifadə edə bilərik. Düzdür bu zaman axının enerjisindən istifadə əmsalı artır. Məhz çoxqanadlı külək mühərrkilərində də belədir. Lakin, bu tədbirlərə də baxmayaraq axın və pərlərarası boşluqda itkilər olur ki, bu da pərin küləyin enerjisindən istifadə əmsalını müəyyənləşdirir. Bunu biz həm də pərin faydalı iş əmsalı (f.i.ə) da adlandıra bilərik. Beləliklə istənilən pərdə axının bir hissəsinin qanadlararası boşluqdan keçib gedərək qanadlara tətbiq olunmaması, bir hissəsinin axınla aparılması, axının özünün mürəkkəb xarakterli hərəkəti istənilən halda itkilərə gətirir. Buna görə də pərin valındakı güc aşağıdakı kimi təyin olunur.

Bu ifadədən görünür ki, pərin gücü onun qanadlar sayından asılı olmayıb, diametrindən asılıdır.
Burada.
       D – pərin diamertidir m ;
       η – pərin küləkdən istifadə əmsalı olub η=0.3–0.45 arasında qəbul olunur;
       π =3.14 çevrə sabitidir.
Hər bir qanada təsir göstərən hava axının müqavimət və qaldırıcı qüvvəsı isə uyğun olaraq aşağıdakı ifadələrdən təyin olunur.

            və

Burada.
       FXFY – uyğun olaraq pərin qanadına təsir göstərən axının müqavımət və qaldırıcı qüvvəsidir N (nyton);
       α – qanadın hücum bucağıdır (qanadla axın arasında qalan bucaq);
       C – qanadın formasından asılı olaraq mühütün müqavimət əmsalı;
       CXCY – uyğun olaraq qanadın alın (ön) müqavımət qüvvəsi əmsalı və qaldırıcı qüvvə əmsalıdır;
CXCY əmsallarının qiyməti qanadın formasından və həmçinin α bucağından asılıdır. Bu iki FXFY qüvvəsini vektorial və ya cəbri cəmi tam aerodinamik qüvvəni təşkil edir. Riyazi şəkildə onu bu cür təsvir edə bilərik.

Qanada tətbiq olunmuş qüvvənin bu qanadın fırlanma oxundan olan məsafəyə hasili bir qanad üçün burucu momenti təyin edir. Qanadlar sayı “n” oalarsa onda bu momentin qiyməti də “n” dəfə artar.
       Qanadın aerodinamik keyfiyyəti K qaldırıcı qüvvənin müqavimət qüvvəsinə olan nisbəti şəklində təyin olunur. Yəni

Adi lövhə üçün bu əmsal α =5 ° olduqda ən böyük maksimum qiyməti alır. Adi lövhənin üzərində və ya arxasında hava axınının burulması baş verir ki, bu da müqaviməti artırır. Bu problemlər qanadın ön hissəsini dəyirmiləşdirməklə və qanadı profil üzrə axınlı etməklə (sanki sona doğru itiləməklə) aradan qaldırırlar. Nəticədə CYCX əmsalları yaxşı tərəfə doğru qiymətlərini dəyişir − CY artır, CX isə azalır. Bu isə qanadın aerodinamik keyfiyyətinin artması deməkdir. Məsələn adi lövhə üçün bu əmsal α =5 ° olduqda K=7 olduğu halda həmin ölçudə aerodinamik qanad üçün bu əmsal α bucağının həmin qiymətində K=17.5 olur.
       Qanadlarına axınlı forma verilmiş pər, elə həmin ölçüdə adi lövhədən ibarət (düzbucaqlı profil) qanadlara malik pərdən 5−6 dəfə artıq burucu moment yaradır.
       Jukovski özunun ideal pər nəzəriyyəsində bəzi amilləri nəzərə almadan müəyyən etmişdir ki, ideal pərin küləyin enerjisindən istifadə əmsalı η=0.593 bərabərdir. Q.X. Sabinin isə öz nəzəriyyəsində η=0.687 qiymətini almışdır.
       Külək pərlərinin mühüm xarakteristikalarından biri də onların Z cəldlik əmsalı və ya moduludur. Bu əmsal pərin qanadının uc nöqtəsinin çevrə üzrə xətti fırlanma sürətinin (çevrəvi sürət) küləyin sürətinə olan nisbəti kimi təyin olunur. Yəni

Burada.
       ω – pərin bucaq sürətidir dövr/dəq;
       R – pərin radiusudur m;
       vK – küləyin sürətidir sürətidir m/san;
Külək mühərriklərini konstruksiya edərkən Z = 6 – 12 arasında qəbul olunur.
       Biz yuxarıdakı ifadə də pərin gücünün necə təyin edildiyini aydınlaşdırdıq. Bəs külək mühərrikinin gücü necə təyin olunur? Ümumiyyətlə pərin malik olduğu güc ilə külək qurğusunun gücü anlayışları nədir və onlar arasında nə kimi asılılıq mövcutdur? Bunu aydınlaşdıraq.
       Bilirsiniz ki, hər bir maşın və mexanizimi müəyyən bir faydalı iş əmsalına malikdir. Faydalı iş əmsalının qiyməti həmin maşınlardaki itkilərdən asılıdır. Mexanizimlərdə sürtünən hissələr, dişli carxlar, yastıqlar, qaz və ya maye mühütin özlülüyu və s. amillər həmişə zərərli müqavimət qüvvələri yaradır və mexanizimlərdə, ötürmə sistemlərində güc itkilərinə səbəb olur. Bu zərərli təsirləri tamamilə aradan qaldırmaq mümkün olmasa da onları mümkün qədər azaltmağa çalışırlar. Bunlar külək mühərrikinə də aiddir.


       Müəyyən bir V=SL həcminə malik hava axını pərlə qarşılıqlı təsirdə olarkən pər NPər gücünə malik olur. Bu pərin valındakı gücü ifadə edir. Bu vala hər hansı bir mexanizm qoşulduqda bu mexanizmdəki itkilər səbəbindən həmin mexanizmin malik olduğu güc pərin gücündən bir qədər az olacaq. Bu halı riyazi şəkildə ifadə etməyə calışaq. Tutaq ki, pərin valına multiplikator, bu multplikatora isə generator qoşulub. Bu zaman həmin ötürmə sisteminin gücü, başqa sözlə külək mühərrikinin gücü pərin gücünün ötürmədə iştirak edən hər bir maşının faydalı iş əmsalına hasili kimi təyin olunar.Yəni.

Qurğunun ümumi faydalı iş əmsalı isə aşağıdakı ifadə ilə hesablana bilər.

Burada.
       NMüh – Külək mühərrikinin gücüdür Vt;
       NPər – Pərin gücüdür Vt ;
       ηQ – Külək qurğusunun ümumi faydalı iş əmsalıdır;
       ηM – Mültiplikatorun faydalı iş əmsalı olub ηM=0.94–0.98 arasında qəbul olunur;
       ηGen – Generatorun faydalı iş əmsalı olub ηGen=0.85–097. arasında qəbul olunur;
       İfadədən göründüyü kimi ümumi sistemin yəni, külək mühərrikinin gücü ayrılıqda götürülmüş külək pərinin gücündən kiçikdir. Ötürməyə əlavə olunmuş hər bir mexanizim sistemin ümumi f.i.ə aşağı salır. Ötürmədə iştirak edən aqreqatların f.i.ə-nı vahidə yaxınlaşdırmaqla külək mühərrikinin ümumi faydalı iş əmsalını artırmaq mümkündür. Burada xeyli güc itkisi dişli çarx otürmələrində də baş verir. Buna görə də multiplikatorların f.i.ə artırmaqa daha çox cəht göstərilir.

Fikirlerini Paylaş, Sen de Kazanmaya Başla!
Online olan istifadəçilər: aktiv olan istifadəçi yoxdur.
Aktiv olan istifadəçilərin sayı: 0
Saytın bütün hüquqları qorunur.
NPDesign 2009 / Proqramçı və dizayner Vaqif ƏHMƏDOV