Читать «Юный техник, 2006 № 12» онлайн - страница 25

Дон Кихот на экране телевизора внезапно поморщился, сильно зажмурил глаза, а затем вдруг широко-широко улыбнулся.

ПАТЕНТНОЕ БЮРО

В этом выпуске мы расскажем о ветродвигателе Аделя Азизова из г. Буйнинска Республики Татарстан, о летающем автомобиле и других проектах Александра Сидукова из Новосибирска.

ВЕТРОДВИГАТЕЛЬ ГРОМОЗДОК…

Например, один лишь ротор ветряка на 1000 кВт весит около 50 т и имеет диаметр под 100 м. Вращается он только при скорости ветра более 5–6 м/с, а такую скорость имеет не более половины всех ветров, энергия остальных пропадает.

Еще недостаток: ветроколесо вращается так медленно, что ни один электрогенератор работать от него напрямую не может. Приходится ставить редуктор, в котором, в зависимости от скорости ветра, теряется от 20 до 50 % энергии. Одним словом, несовершенное это устройство — ветряк. Поэтому тысячи изобретателей настойчиво пытаются его улучшить.

В этом направлении работает и Адель Азизов из Татарстана. Он предлагает ветродвигатель, способный улавливать самые слабые ветерки, «сквозняки», как он их называет. Основа его — канал, состоящий из двух расширяющихся наружу конусов. В середине канала — электрогенератор, на концах вала которого установлены пропеллеры, или, как их называет автор, ветротурбины. Слабый ветерок, войдя в широкие раструбы канала, должен согласно закону Бернулли, значительно увеличить свою скорость в средней, заметно суженной его части.

Здесь ветротурбина будет вращаться даже от самого слабого ветерка, вошедшего в один из раструбов. Вращаться она будет значительно быстрее, чем колесо обычного ветродвигателя, и потому электрогенератор можно соединить с валом ветротурбины напрямую. Отпадают потери, вызванные редуктором. Таким образом, мы получаем устройство, способное использовать энергию ветра в несколько раз эффективнее, чем обычный ветряк.

Что ж, Адель на правильном пути. Однако с подобными предложениями изобретатели выступают очень давно. На рисунке 1 вы видите ветротурбинную установку с раструбами-диффузорами по проекту 1931 года. Тем не менее, подобных установок до сих пор нет. Почему?

Рис. 1

Дело в том, что движение потока воздуха через сужающийся канал подчиняется не только закону Бернулли. Сильно и весьма своеобразно сказывается трение, вызванное образованием пристеночного пограничного слоя — частичным «прилипанием» воздуха к стенкам канала. В результате этого в средней, самой узкой его, части возникают устойчивые вихри, которые закупоривают ее словно пробка, и ожидаемого ускорения потока не происходит. Для устранения этого явления пришлось существенно изменить форму канала — устроить в его стенке щели и продувать через них воздух. Это позволило оторвать пограничный слой от стенки и тем устранить закупоривание канала.

На рисунке 2 вы видите современные экспериментальные ветродвигатели с устройствами для концентрации энергии ветра. Они полностью оправдывают возлагавшиеся на них надежды. На их разработку ушли десятилетия.