Фиг. 1.

ее развивает мощность от 5 до 10 IP с кпд около 0,4-0,5. На фиг. представлена В. м., приводимая в действие ветряным двигателем (см.) современного типа, вращающим вал а, на конце которого насажена конич. шестерня б, сцепляющаяся с другой такой же шестерней г на горизонтальном валу д. Зерно загружается в постав В, и продукт размола из последнего винтом Е подается к самотаске Д, которая поднимает его во второй этаж мельницы; из самотаски по течке к продукт поступает в бурат Г, где он просевается, и мука выходит по течке л, а отруби-по течке М. в. Прокофьев.

ВЕТРЯНЫЕ ДВИГАТЕЛИ, двигатели,приводимые в движение силою ветра, давящего на крылья. Воздух, подходя к В. д. и проходя через площадь, сметаемую его крыльями, создает перед ним увеличенное давление, уменьшает свою скорость и частич-. но растекается вокруг В. д.

♦ (см. Аэродинамика). Схему

течения воздуха около В. д. можно представить в виде фиг. 1. Линии БВ и AiBiBi представляют собою границы частиц воздуха, прошедших и не прошедших сквозь L площадь, сметаемую крыль- ями В. д.; при этом за двигателем объем BBBiBi обработанного воздуха мы рассматриваем изолированным от окружающего воздуха с более спокойным течением. Обозначим скорость воздуха далеко перед двигателем в сечении АА через W, скорость в плоскости вращения ББ1 через W-W, скорость отработанного воздуха далеко за двигателем в ББ через W-Wi и площадь, сметаемую крыльями двигателя, в сечении BBi через F. По теореме о количестве движения (полагая в ней элемент времени t=l ск.) имеем силу лобового давления двигателя

P=niW-m(W-Wi)=miVi, (1)

где т-масса прошедшего в 1 ск. через площадь F воздуха; мощность двигателя T=P(W-w)=mu\{W-iv). (2) Та же мощность выражается как разность живых сил потока в сечениях АА и БВх. В сечении ББ давление равно атмосферному и линии тока воздуха параллельны средней оси потока. Имеем;

-= ,o(w-(3)

Сравнение выражений (2) и (3) дает нам:

w=!. (4)

Для средней скорости потока в сечениях AAi и ББ1 имеем:

т.е. скорость воздуха в плоскости вращения В. д. является средней арифметической из скоростей воздуха далеко перед двигателем и далеко за ним. Масса воздуха, проходящего в 1 секунду через сечение F плоскости вращения В. д.: m=QF(W-w), где Q-плотность воздуха (в наших условиях йри t° 15°,

при 45° с. щ., на уровне моря Q = i .

г. Э. т. III.

Т. о. работа, отданная потоком воздуха В. д., согласно (2), равна qF(W-w)Wi. Энергия ветра измеряется его живой силой

Деля работу В. д. на энергию ветра и заменяя через 2w, получим коэффициент использования энергии ветра, или кпд его, J. pF(Vr-№) ;, i(W-w)hB

Для получения максимума определяем производную и приравниваем ее нулю:

=W[iW-w/-2{W-w)iv] =0, откуда

W-w = 2w, ги = ~я W-W = ~W;

.(1-) = =0,(593).

Отсюда видно, что более /27 энергии ветра, преходящ, через ометаемую крыльями В. д. площадь, получить нельзя. Это относится ко всяк, рода В. д.-крыльчат. и карусельным.

Работы Центр, аэро-гидродинамич. ин-та (ЦАРИ) в 1920 г. показали, что получаемый из опыта кпд зависит от метода испытания В. д. Ветер в периоды усиления расходует свою энергию не только на полезную работу, отдаваемую двигателю, но и на образование в крыльях запаса живой силы, как в маховике; в период ослабления ветра накопленная в двигателе энергия отдается рабочим машинам в дополнение к энергии, получаемой двигателем от ветра. В первом случае мощность, показыв. измерительными приборами, имеет слишком низкие кпд, во втором-слишком высокие, в виду чего необходимо делать не мгновенные отсчеты, а непрерывные записи всех элементов работы двигателя в течение нескольких минут и брать из этого материала средние величины.

Все В. д. можно разбить на два главных класса: 1) крыльчатые, у которых ось двигателя направлена по потоку (наши обычные ветряные мельницы или американский двигатель многолопастного типа), и 2) двигатели к а-русельного типа, у которых ось поставлена перпендикулярно к потоку. На фиг. 2 представлена характеристика В. д. многолопастного типа Аэромотор , с диаметр . лопастей В = =2,5 j№ и при скорости W=4 м/ск. Размеры В. д. карусельного типа в несколькоразбольше размеров крыльчатых двигателей той же мощности; в то же время двигатели карусельного типа обладают низким коэффициентом использования энергии ветра, тихоходностью и громоздкостью. Почти вся площадь, подставляемая действию ветра, у них закрыта материалом, что делает их неспособными выдерживать бури. До сих

Фиг. 2.

пор над карусельного типа двигателями производились только эксперименты, будущее же их сомнительно. На фиг. 3 показаны особенности В. д. крыльчатого типа, разной быстроходности. По оси абсцисс отложена величина W = ~ = ~, где W- скорость ветра, а coR-окружная скорость на внешнем конце радиуса колеса В. д. Величина JZ, число модулей, характеризует меру быстроходности двигателей. На этой фиг. пунктирная прямая изображает максимальный теоретически возможный коэффициент использования энергии ветра, равный 0,593;

Фиг. 3.

кривая I дает этот коэфф. для крыла хорошего в аэродинамич. отнощении профиля; кривая II дает отношение мощностей В. д. с разными модулями; кривые 7F, Гдают отношения размеров диам., суммарных площадей и веса крыльев В. д. с разными модулями. На фиг. 3 схематически изображены крылья, д., соответствующие разным значениям W. Эти кривые показьшают выгодность замены колеса В. д. более быстроходными. В самом деле, при такой замене для сохранения прочности головки двигателя необходимо сохранить тот же крутящий момент, а это значит, что диаметр крыльев увеличился, но т. к. число крыльев уменьшится, то вес колеса и давление на него ветра уменьшатся. А между тем с увеличением быстроходности мощность быстро растет, же меняется мало, если крыло имеет хороший профиль. Единственно, что изменяется в условиях работы головки двигателя, это-скорость вращения колеса его, увеличивающаяся пропорционально увеличению мощности, но эта скорость не увеличивается более чем в 2-3 раза и, в виду малой абсолютной скорости вращения существующих многолопастных В. д., не отразится существенно на прочности головки.

Для трогания с места В. д. с установкой, работающей при постоянном крутящем моменте (поршневой насос, чигирь, нория), необходим достаточно больщой начальный крутящий момент; а между тем с увеличением быстроходности В. д. уменьщается отношение начального крутящего момента к рабочему при максимальном i, при чем даже у сравнительно тихоходного многолопастного двигателя с Ж=0,8 это отношение меньше 1, как показывает табл. 1.

Т. к. у В. д. с поворотными лопастями отношение начального крутящего момента к рабочему, даже при г - Ъ, мало отличается

Табл. 1.-о тношение крутящих моментов в. д. разных модулей.

ОТ единицы, то для увеличения начального крутящего момента необходимо в быстроходных В. д. делать лопасти поворотными около своего радиуса.

На основе этих теоретическ. соображений сконструированы В. д. типа ЦАГИ. Применение использования самого потока воздуха для поворота крыльев двигателя (идея Г. X. Сабинина) позволило создать тип саморегулирующегося двигателя, скорость вращения которого при разных скоростях ветра и нагрузках сохранйется постоянной в пределах до±3,0% от средней величины. Постоянство скорости вращения и свободное вращение крыльев двигателя вокруг своих махов имеют следствием нечувствительность (практически) двигателя к бурям. Серийное производство двигателей ЦАГИ поставлено в Костроме на заводе Рабочий металлист .

Для В. д. малых мощностей более дешевыми являются двигатели многолопастного типа, так как вес конструкции не оказывает в этом случае столь большого влияния на стоимость, как при двигателях более крупных мощностей. Общий вид ветряных двигателей многолопастн. типа, приводящего в движение поршневой насос, представлен на фиг. 4 и 5. Колесо двигателя 1 состоит из многих (в общем от 12 до 64) лопастей, изготовлен, из листовой стали и изогнутых по дуге круга. Вогнутая часть лопастей обращена к ветру, и угол между хордой лопасти и плоскостью вращения колеса имеет обычно постоянную величину равную30°. Постановкой лопастей по винтовой линии можно увеличить до 20 %. Главный вал колеса 3 лежит или горизонтально или наклонно к горизонту до 12°, при чем передний конец приподнят. При наклонном положении вала мощность двигателя уменьшается пропорционально кубу косинуса угла между осью вала и горизонтом; делается же это обычно для того, -чтобы лопасти нижнего края колеса не цеплялись за башню. Вращение главного вала двигателя через кривошипный механизм передается в виде качательного движения к насосу. Главный вал двигателя помещен эксцентрично по отношению к оси вращения двигателя вокруг башни. Ферма хвоста 4 прикреплена к головке двигателя на шарнире и со стороны, противоположной валу, соединена с головкой пружинами 5,

Фиг. 4.

фиксирующими определенное положение хвоста 2 по отношению к головке. Во время сильного ветра давление его на колесо преодолевает натяжение пружины, и колесо выводится из-под ветра, чем и предохраняется от разноса (фиг. 6-обозначения те же, что на фиг. 4 и 5). Хвост имеет следующие нормальные размеры: расстояние от центра башни до центра плоскости хвоста 0,75 В, и площадь плоскости хвоста равна 0,125 Z>* (здесь D-диам, колеса двигателя).

Фиг. 5.

Теоретически мыслимы В. д., у которых крылья заменены вращающимися цилиндрами, но вследствие большой окружной скорости для двигателей малого диаметра эта замена совершенно нецеле-

сообразна. Для В. д. очень больших диаметров такая замена допустима, но пре-ф имуществ, по сравнению

с В. д. быстроходного типа, здесь ожидать трудно, вследствие относительно Фиг. 6. низкого аэродипамич. качества и, С-тедоват., низкого кпд 4 вращающихся цилиндров, а также сравните л ьпо небольш. быстроходности их.

Лит.: Красовский Н.В.и Сабинин г. X., Труды ЦАГИ , Москва, 1923, вып. 2, 4, и 1926, вып. 22, 28; В et z А., Wind-Energie und Шге Ausnutzung durch Windmuhlen, . Naturwissenschaft und Technik, G6ttingen, 1926, H. 2; Fuller P.. Use of Windmills In Irrigation in the Semiandwest, United States Bureau of Agriculture Barmers, BuUetin 866, Wsh., 1917; Bilau K., Die Windkraft in Theorie u. Praxis, В., 1927. H. Красовский.

Техника безопасности. В. д. должен быть снабжен надежно действующим тормозным приспособлением, устроенным так, чтобы он не мог быть выведен из действия без ведома рабочего, обслуживающего В. д. Смазка верхних частей В. д. дол лена быть или автоматическая или при помощи масленок с резервуарами, наполняемыми до пуска В. д. в ход. Башня В. д. должна иметь прочные лестницы с перилами высотой не менее 1 л , со сплошной зашивкой внизу на высоту 18 см.

Лит.: Р а д ц и г А. А., Машины-двигатели, Охрана яшзни и здоровья рабочих в промышленности , СПБ, 1913, ч. I, вып. 1. П. Синев.

ВЕХИ, прямыецилиндрическ, деревянные шесты, диам. 20 мм, длиною 2 м, иногда окрашенные в белый и красный цвета, с острыми железными наконечниками внизу, применяются при геодезическ. работах для обозначения точек и линий на местности; ча-

сто такие В. устанавливают над точкой при помощи металлических треножников с кар-дановым подвесом. Для землеустройства и топографич. съемок В.делают больших размеров, диаметром 3-6 см, длин. 2-4-6 м. Для лучшей видимости на больших расстояниях к верхнему концу В. прикрепляют флаги (бело-красные), прибивают дощечки или привязывают пуки соломы, хвороста и т. д. В лесу, наоборот, применяют тонкие вешки с заостренным нилиим концом, диам. 1-2 ем и длиной 1-V/ м, из мелкого леса; для лучшей видимости вершину такой вешки очищают от коры. См. Сигналы.

ВЕЯЛКА, машина для очистки вороха, получающегося при молотьбе. Ворох состоит, кроме зерна, из обломков соломы разных размеров (сбоина), колосьев пустых, разбитых и невымолоченных, мякины, сорных семян, небольших комков почвы, песка и случайных примесей (фиг. 1, 1, II, III, IV,

Фиг. 1.

V и VI). Ворох более загрязнен при молотьбе цепами и значительно чище после молотилки с соломотрясом и грохотом. Состав вороха молено разделить на три части: зерно, легкие и тяжелые примеси. При отвеивании зерна издавна применялся способ отделения вороха помощью ветра и толчков, которые сообщаются вороху. Ручное отвеивание состоит в том, что ворох захватывают лопатой и подбрасывают кверху; легкие примеси относятся ветром, а зерно падает вниз; при отвеивании толчками (не на ветру) тяжелые примеси отлетают дальше, а легкие-блтке зерна. В В. ворох подвергается аналог, воздействиям: он продувается струей воздуха от вентилятора и подвергается сотрясению на двигающихся решетах.

В. (фиг. 1) состоит из ковша А, куда засыпают ворох, системы решет В и С, собранных по нескольку вместе, вентилятора (ветрогона) В и механизма для двилсения вентилятора и решет; кроме того имеется

Фиг. 2.

ряд заслонок для регулирования подачи вороха и силы ветра, желобков для вывода получаемых продуктов и других второсте- пенных деталей. Ковш состоит из четырех стенок, собранных наподобие воронки,