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 поясненняРедагувати

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 продовжувало рухатися крізь турбіну і віддавало 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 обґрунтуванняРедагувати

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. такожРедагувати

ПриміткиРедагувати

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

ПосиланняРедагувати

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