іва половина повністю знаходиться в рідині (наприклад, у воді), а права - в повітрі, що досягається застосуванням перегородки з прямокутною прорізом, при моменті тертя і приєднаного навантаження (МТР + МН) < МВР, обумовлено дією лише гравітаційного поля Землі. При цьому перегородка повинна розташовуватися у вертикальній площині.
ПРИКЛАД
Нехай диск виконаний у формі циліндра довжиною Н=10 м і радіусом 5 м, а в якості рідини використовується вода з щільністю? =1000 кг / м3. Тоді обертальний момент дорівнює МВР=0,023 * 1000 * 9,81 * 1250=282 кДж. При лінійної швидкості краю циліндра V=30 м / c кутова швидкість його обертання дорівнює? =V / R=30/5=6 рад / с, тобто циліндр буде обертатися з частотою незначно менший 1 об / с. Потужність на валу циліндра обчислюється як Р =? МВР=6 * 282=1692 кВт=1,692 МВт.
З урахуванням втрат на тертя і роботу насоса, восполняющего протечку рідини через щілини в перегородці, від такого пристрою можна необмежено довго отримувати корисну потужність близько 1500 кВт. Загальні габарити установки близько 12 х 12 х 12=1730 м3.
У посудину з водою залито близько 1060 м3 води, якщо циліндр пустотіла. Просачивающаяся через щілини в перегородці вода перекачується водяним насосом з посудини праворуч в посудину зліва з інтенсивністю, що відповідає повному заповненню посудини з водою на висоту близько 11 м. Зазори h між циліндром і краями перегородки вибирають мінімально допустимими (h? 2 мм). Потік води через перегородку в її нижній частині протилежний за напрямком з обертанням самого циліндра, що знижує швидкість просочування води знизу циліндра, але кілька збільшує тертя.
Потужність обертового руху диска Р=0,023? g R3 H?, де?- Кутова швидкість обертання диска, частково витрачається на подолання в'язкого тертя диска, що обертається 1 про рідину 5 в першій частині жорсткого корпусу 3, а також на роботу насоса 6. Інша частина потужності Р може корисно використовуватися споживачем, наприклад, для обертання генератора постійного або змінного струму .
Як відомо [3], сила в'язкого тертя FТР залежить від динамічної в'язкості рідини?, площі S рухається в рідині тіла, швидкості v цього руху і товщини D шару рідини між диском і стінками жорсткого судини 3 (відзначимо , що величина D є змінною для різних частин диска). Загальний вираз для сили в'язкого тертя може бути записано як FТР =? S v / D, причому вектор v збігається з площиною S. Розмірність коефіцієнта динамічної в'язкості? виражається як [кг / м * с]=[Па * с], де 1 Па=1 кг / м * с2 - одиниця тиску.
Ті частини бічних стінок диска 1, що представляють собою два плоских кола, мають різні швидкості руху в рідині у функції поточного радіуса r, тобто v (r) =? r, де 0? r? R. Тому тертя об рідину двох бічних стінок диска 1 можна обчислити інтегруванням:
R
FТР 1=(4??? / D)? r2 d r=4? ? ? R3 / 3 D.
0
Тертя про рідину кільцевої частини поверхні диска площею 2? R Н знаходиться з виразу FТР 2=2? ? ? R2 Н / D. Повна величина сили в'язкого тертя FТР дорівнює
ТР=FТР 1 + + FТР 2=2? ? ? R2 [(2 R / 3) + Н] / D.
Момент в'язкого тертя знаходиться з виразу
МТР == 0,56? ? ? R4...
