1598005345-121ff4a19eb2c194dd91d68eee15ed06 (Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках. Я.И. Шефтер, И.В. Рождественский, 1957u)

Я. И. ШЕФТЕР и И. В. РОЖДЕСТВЕНСКИЙ, кандидаты технических наук ИЗОБРЕТАТЕЛЮ О ВЕТРОДВИГАТЕЛЯХ И ВЕТРОУСТАНОВКАХ ИЗДАТЕЛЬСТВО МИНИСТЕРСТВА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА СССР МОСКВА-1967 ВВЕДЕНИЕ В нашей стране придается большое значение изобретательству, как проявлению творческой активности рабочих, инженеров, техников, тружеников социалистического сельского хозяйства. Деятельность изобретателей и рационализаторов во многом способствует движению вперед науки и техники, позволяет быстрее совершенствовать технологические приемы, помогает улучшению конструкций машин, делает их более производительными. В докладе на ХХ съезде КПСС тов. Н. А.

Булганин указывал на то, что «Трудящиеся нашей страны непосредственно заинтересованы в непрерывном техническом прогрессе, так как это верное средство облегчения условий труда и повышения его производительности в интересах всего общества. Технический прогресс — это дело не только людей науки. инженеров и техников, работников научно-исследовательских и проектно-конструкторских организаций. Нет, эта задача касается всех: партийных, советских и хозяйственных организаций, ученых, инженерно-технических работников, рабочих-новаторов, рационализаторов и изобретателей.

Все должны двигать вперед дело технического прогресса». Состоявшееся в октябре 1956 года Всесоюзное совещание изобретателей, рационализаторов и новаторов производства еще раз показало, как велик в нашем народе неистощимый родник талантов и дарований, какие неограниченные возможности для нх проявления открыл наш социалистический строй. Участники Всесоюзного совещания призвали всех рабочих, инженеров, техников и служащих, деятелей науки и техники, рационализаторов и изобретателей усилить свою творческую работу, со всей энергией бороться за создание.новой техники, изыскание новых методов производства н материалов, усовершенствование и модернизацию действующего оборудования.

Много изобретателей и рационализаторов работает в области ветроиспользования. Им принадлежит ряд конструкций ветряных двигателей и приспособлений к ним, а также предложения по усовершенствованию методов эксплуатации и монтажа ветроустановок. 3 Широко известна в области ветроиспользования деятельность крупного изобретателя Анатолия Георгиевича Уфимцева, который создал новый тип ветряного двигателя, прекрасно зарекомендо- вавшего себя на практике и заслуженно носящего его имя.

Ряд полезных предложений по ветродвигателям принадлежит изобретателям В. П. Давыдову, В. С. Шаманину, В. Т. Стрельцу, А, С. Добросердову и многим другим. Использование энергии ветра в нашей стране имеет большое народнохозяйственное значение. Еще более 35 лет назад В. И. Ленин указывал на необходимость всемерного использования сил ветра, в первую очередь для земледелия. В августе 1954 года Совет Министров СССР принял постановление, предусматривающее дальнейший рост выпуска ветряных двигателей и улучшение их использования. В связи с этим большое значение приобретает задача дальнейшего совершенствования конструкций ветродвигателей, их облегчения и удешевления, а также изыскания методов более рационального их использования. Интерес изобретателей к ветротехнике и ветроиспользованию выражается в поступлении большого количества предложений по конструкциям ветродвигателей и отдельным узлам к ним, по применению ветроустановок для различных целей как в сельском хозяйстве, так и в промышленности.

Большое количество писем и запросов от изобретателей получают различные организации, занимающиеся вопросами, связанными с ветроиспользованием. Михаилу Ивановичу Калинину принадлежат замечательные слова: «Изобретать надо не то, что хочется, а то, что необходимо». Но для того чтобы изобретать, надо знать, знать не только то, что нужно, что необходимо народному хозяйству, надо знать, что уже создано в той или иной отрасли техники. Однако многие изобретатели, работающие в области ветроиспользования, не зная основ использования энергии ветра и существующих конструкций ветродвигателей, различных приспособлений к ним, изобретают уже изобретенное, создают уже созданное.

Очень часто изобретатель затрачивает много времени на создание конструкций ветродвигателей, которые впоследствии оказываются неработоспособными. Как правило, это является результатом незнания основных принципов работы ветряных двигателей и использования энергии ветра, а также слабое знакомство с существующими конструкциями и системами ветродвигателей. Более 20 лет тому назад профессор Е.

М. Фатеев написал кйигу в помощь изобретателям, работавшим в области ветротехникн. С тех пор многое в ветротехнике изменилось, добавилось большое количество '1ювых, в'ряде случаев ценных, пред- 4 ложений изобретателей по ветродвигателям, изменились конструкции и серийных ветродвигателей. Книга Е. М.

Фатеева давно уже стала библиографической редкостью, приобрести ее практически невозможно. Авторы настоящей книги в течение последних нескольких лет рассматривали ряд изобретательских предложений в области ветротехники. Тщательный разбор предложений, равно как и беседы с изобретателями, убедили авторов в необходимости написания небольшой книги в помощь изобретателю и рационализатору, в которой сжато и в доступной форме были бы изложены краткие сведения об энергии ветра и принципах работы основных систем ветродвигателей, систематизированы нобобщены основные предложения изобретателей за последние годы. Авторы стремились познакомить читателя с теми конструкциями ветродвигателей, которые выпускаются нашей промышленностью, и указать характерные ошибки изобретателей.

В то же время они сочли целесообразным подсказать изобретателям и рационализаторам те основные направления, по которым следует работать н которые в настоящее время представляют наибольший народнохозяйственный интерес с точки зрения более полного и эффективного использования энергии ветра. Все замечания по данной брошюре следует направлять по адресу: Москва, Орликов пер., д. 1/11, отдел изобретательства и рационализации Министерства сельского хозяйства СССР. 1 к Рис.

!. Флюгер Вильда. г — югок, р — 4люг р" а, а — иласгинка. С вЂ” гориаоягальная ось. д — секгор. 1.' КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ОЬ ЭНЕРГИИ ВЕТРА Неравномерный нагрев лучами солнца земной поверхности и воздушных масс, находящихся над ней, вызывает постоянные перемещения воздухе из более холодных мест в более теплые. Воздушные массы, нагретые до более высоких температур, имеют меньшую плотность н поднимаются вверх, а на нх место приходит воздух с меньшей температурой, плотность которого выше.

Таким образом, воздушные массы все время перемешиваются и перемещаются как в вертикальном направлении, так и параллельно земной поверхности. Этй перемещения носят очень сложный характер и зависят от многих причин. Постоянные перемещения воздушных масс в горизонтальных направлениях называются ветром. Как и всякое движущееся тело, ветер обладает определенным запасом кинетической энергии, которая с помощью специальных двигателей, получивших название ветряных, может быть преобразована в механическую работу. Ветер характеризуется скоростью и наскороскь асч а правлением. Скорость ветра выражается длиной пути, который проходят частицы движущихся воздушных масс за ! секунду. Она измеряется в метрах в секунду (м/сек) и обычно обозначается латинской буквой )г (вэ).

Скорость ветра является одной из основных характеристик воздушного потока, так как определяет его энергию. Чем больше скорость ветра„тем больше и энергия, заключенная в потоке. Для измерения скорости ветра применяются специальные приборы; флюгеры, анемометры и другие. Простейшим прибором является флюгер Вильда, изображенный на рисунке 1.гЕго можно изготовить собственными силами. Устройство флюгера следующее: к штоку 1 жестко прикреплена флюгарка 2, которая при изменении направления ветра устанавливает плоскость металлической пластинки 3 перпендикулярно направлению потока.

Пластинка имеет возможность качаться относительно горизонтальной оси 4. б Угол отклонения пластинки зависит от величины давления на нее ветрового потока. Этот угол тем больше„чем выше скорость ветра. Пластинка имеет размеры 150ХЗОО мм и может быть из- готовлена весом в 200 г (для районов с небольшими среднегодовыми скоростями ветра) или 800 г (для районов, где среднегодовые скорости ветра составляют б м в секунду и выше н часто дуют ураганные н буревые ветры). В зависимости от того, против какого номера штифта сектора б устанавливается при отклонении пластинка, судят о том, какова в данный момент скорость ветра. Для этого можно воспользоваться таблицей 1.

Более точно скорость ветра можно определить с п,мощью анемометра. При отсутствии флюгера Вильда или анемометра приближенное определение средней скорости ветра может быть сделано по различным внешним признакам на местности по таблице 2. Таблица 1 а длн определения скоростей ветра по лоназаннам флюгера Вальда' Ы штифтов и соответствующие ии скорости ветра г 'г — з[ з [а — е[ 4 [а-з[ з [а-з[ з [а — у[ у у-з[ з/ г ! — г гг.! 14! 17 20~ более 20 м~сек 28,34 40~ более 40 м/сек 3[4~ б б,'8~10 0 1 2пв 9 10 12 !8 20 24 12 14 18 [ Таблица, 2 Таблица для определении скорости ветра по внешним признакам Х ' Скорость [ ветра и/сек. Признаки Очень легкий движение воздуха незаметно движение воздуха едва заметно, шелестят листья. Ветки качаются. Дым плавает в воз- духе, сохраняя очертания клубов.

Сучья гнутся. Ветер, слизывает' дым с трубы и быстро перемешивает его в однородную массу. Поднимается пыль. Верхушки деревьев шумят, кзчзются. Тонкие стволы деревьев гнутся. За- вывание ветра в трубах. Листья срываются. Песок поднимает- ся, на стоячей воде поднимаются волны с опрокидыванием гребней. Тонкие сучья ломаются, затруднено передвижение против ветра. Толстые сучья ломаются, сдвигаются с места черепицы на крыгиах. Тонкие деревья ломаются. 0 — 1 1 — 3 4 — б Легкий Умеренный Свежий Очень свежий 8 — 9 1О-! 1 Сильный 12 — 14 Резкий 1о — 1б 17 — 19 20 — 23 Буря Сильная буря Кинетическая энергия Т, кпторой обладает воздушный поток, зависит от его массы лг и скорости и может быть определена ввергая ветра по формуле: Т = — [кгм) (1) Если в эту формулу подставить значение массы воздуха, протекающей через ветроколесо двигателя за 1 секунду, то получим выражение для секундной энергии потока, или, что то же самое, для его мощности: р р ° На Ыи, = ' [кгм/сек[, (2) где: р- — — массовая плотность воздуха, равная при температ туре 15'Ц и давлении 760 мм ртутного столба О, 125 кгсек'/м', я/Уг г г' — — ометаемая ветроколесом поверхность (м ); 4 Н вЂ” скорость ветра (м/сек); 7 — удельный вес, т.

е. вес одного кубического метра воздуха (кг/м'); и — ускорение земного тяготения, равное 9,81 м/сект; Р— диаметр ветроколеса (м). Из этой формулы видно, что секундная энергия нли мощность потока пропорциональна кубу скорости, т. е. если скорость ветра увеличилась, например, в два раза, то энергия воздушного пото- ка возрастает в 2'=2 2 2=8 раз.