Из классической теории идеального ветряка вытекают следующие основные положения:
Максимальный коэффициент использования энергии ветра идеального ветроколеса равен:
Потеря скорости в плоскости ветроколеса равна одной трети скорости ветра:
1
3
1 V .
Полная потеря скорости ветра за ветроколесом в два раза больше потери скорости в плоскости ветроколеса:
2
3
2 V .
Таким образом, скорость ветра за ветроколесом в три раза меньше скорости ветра перед ветроколесом
Теория реального ветряка
0
0
u r r 2
r 2
u R R 2
1 0 1
Z 2
1 e
2
3 Z 2
V 3
2
4 e 1
1 e R
T R2
.
Эта теория учитывает конечное число лопастей, их влияние друг на друга и на воздушный поток и еще ряд факторов.
Коэффициент использования энергии ветра
.
2
2
u r r 2
r 2
3 Z
1 0 1
Z 0
2
1 e
V 3
T 4 e
1 0 2 u R R R2
R2
1 e
Мощность реального ветряка
Потери ветряных двигателей
Потери ветряных двигателей разделяются на четыре группы.
Концевые потери, происходящие за счёт образования вихрей, сходящих с концов лопастей. Эти потери определяются на основании теории индуктивного сопротивления.
Профильные потери, которые вызываются трением струй воздуха о поверхность крыла и зависят только от профиля лопастей.
Потери на кручение струи за ветряком равны живой силе тангенциальных скоростей уходящей струи.
Потери, происходящие вследствие неполного использования всей ометаемой площади.