Закон Беца

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Схема протікання рідини крізь дисковий привід

Закон Беца (англ. Betz' law) — визначає максимальну енергію, яку можна отримати від «гідравлічного вітрового рушія», або вітрової турбіни. Закон Беца було відкрито 1919 року німецьким фізиком Альбертом Бецом. За цим законом, вітрова турбіна може виробити не більше 16/27 або 59.259% від кінетичної енергії вітру[1].

Просте пояснення[ред.ред. код]

Закон Беца встановлює, що вітряна турбіна ніколи не може мати ККД більше, ніж 59.259%. Цей закон ґрунтується на тому, що якщо вся енергія, що надходить від руху повітря в турбіні, буде перетворена в корисну енергію, то швидкість повітря за турбіною дорівнюватиме нулю. Але, якщо повітря зупинилось на виході з турбіни, то також має припинитись потік повітря через турбіну. Для того, щоб повітря продовжував рухатися крізь турбіну і віддавав енергію, необхідно відводити повітря за турбіною. Різниця між кінетичною енергією повітря перед турбіною та енергією на відведення повітря за турбіною якраз і становить обчислене значення — 59,259%.

Залежність коефіцієнта потужності від співвідношення швидкостей

Математичне обґрунтування[ред.ред. код]

Відповідно до закону збереження енергії, кінетична енергія турбіни має становити:

,

де: — енергія турбіни, — маса повітря, що проходить крізь турбіну, питома вага; — швидкість на вході і виході відповідно.

Диференціювання рівняння за змінною дозволяє віднайти максимум енергії при співвідношенні . Відповідно, отримана енергія буде становити:

Див. також[ред.ред. код]

Примітки[ред.ред. код]

  1. Betz, A. (1966) Introduction to the Theory of Flow Machines. (D. G. Randall, Trans.) Oxford: Pergamon Press.

Посилання[ред.ред. код]

  • Martin Kaltschmitt, Wolfgang Streicher, Andreas Wiese (2007). Renewable Energy: Technology, Economics and Environment. Springer. ISBN 978-3-540-70947-3. 


Фізика Це незавершена стаття з фізики.
Ви можете допомогти проекту, виправивши або дописавши її.