2.1.Moc zawarta w strumieniu powietrza.

Powietrze posiada różną gęstość w zależności od jego temperatury i ciśnienia. Wraz ze spadkiem temperatury, gęstość powietrza liniowo rośnie. Dla standardowych warunków meteorologicznych, czyli ciśnienia atmosferycznego p=1113.3 [hPa], oraz temperatury t=15[0C] gęstość powietrza wynosi:

ρ=1.225 [kg/m3]

Wartość ta przyjmowana jest w obliczeniach.

Energia kinetyczna masy m poruszającej się z prędkością V określona jest wzorem :

                                             (2.1)

Energia kinetyczna jednostki objętości, czyli 1 [m3], powietrza poruszającego się z prędkością Vp wynosi:

                                          (2.2)

gdzie:  Vp- oznacza prędkość powietrza [m/s]

            ρ- gęstość powietrza [kg/m3]

 

Jak wiadomo moc P, jest to przyrost energii w czasie.

                                                  (2.3)

Rozważając pewną powierzchnie A, ustawioną prostopadle do kierunku przepływu medium, możemy określić moc P zawartą w strumieniu powietrza.

 

Rys.1. Strumień powietrza

Przyjmując, że prędkość przepływu nie zmienia się i posiada stałą wartość, powietrze w ciągu jednej sekundy pokona drogę :

                                          (2.4)

Tak więc miarą mocy jaka jest zawarta w przepływającym strumieniu, może być ilość energii przyrastającej w ciągu jednej sekundy a co za tym idzie ilość nowego powietrza jakie napłynęło w ciągu tego czasu.

Objętość powietrza napływającego w czasie t=1[s] wynosi :

                                       (2.5)

a moc zawarta w takim strumieniu powietrza jest równa:

                                                (2.6)

Z wzoru (2.6) wynika, że moc jest proporcjonalna do powierzchni A, przez którą przepływa strumień, oraz do trzeciej potęgi prędkości wiatru Vp3.