Ротор Савоніуса: опис, принцип роботи. Вітрогенератор з вертикальною віссю обертання

Трохи фізики

Для початку трохи теорії. Кожен помічав, що при їзді на велосипеді повітря створює значний опір руху. І чим більше швидкість, тим вище ця величина. Другим фактором, що впливає на опір, є площа перерізу тіла, на яке впливає повітряний потік. Але є ще третя величина, яка пов’язана з геометрією тіла. Саме її намагаються знизити проектувальники автомобільних кузовів, коли мова заходить про аеродинаміку.

Для прикладу можна сказати, що три пластини з однаковою площею перерізу, але мають різні форми: увігнуту, пряму і опуклу, будуть мати сильно відрізняється коефіцієнт опору. У опуклої форми він буде 0,34, у прямій – 1,1, у увігнутою – 1,33. Саме увігнута форма була взята для лопатей ротора Савоніуса. Вона визнана найбільш ефективно приймає енергію вітру.

Принцип роботи ротора Савоніуса

На відміну від вітрила Флеттнера, Савониус запропонував розділити циліндр на дві половини і змістити їх один відносно одного, щоб вийшли лопаті і простір між ними. Суттю ідеї Савоніуса було те, що потік повітря, що б’є в одну лопать, не просто йшов після цього в сторону, але, проходячи через осьовий проміжок, перенаправлявся на другу лопать, що значно посилювало ефект вітру.

Такий принцип дії дозволяє ротора Савоніуса працювати навіть при слабкому вітрі.

Існує кілька варіантів профілю:

  • Лопаті закріплені на осі таким чином, що між ними не залишається повітряного проміжку. Це найпростіший варіант з численних описів ротора Савоніуса.
  • Підстава однієї лопаті заведено всередину підстави інший. По лінії осі залишається значний проміжок. Цей варіант дозволяє вітру від однієї половини ротора переходити на іншу. Більш ефективний профіль.
  • Те ж, що і в другому варіанті, тільки площа перерізу лопатей збільшена за рахунок додавання прямий пластини на внутрішній частині.