نظرية الزخم

في ديناميكا الموائع ، تُعرف نظرية الزخم أو نظرية مشغل القرص بأنها نظرية تصف نموذجًا رياضيًا لقرص مشغل مثالي، مثل المروحة أو دوار المروحية ، وقد وضعها كل من دبليو جيه إم رانكين (1865)، ^{[ 1 ]} وألفريد جورج جرينهيل (1888) وروبرت إدموند فرود (1889). ^{[ 2 ]}

يُنمذج الدوّار على شكل قرص رقيق للغاية، يُولّد سرعة ثابتة على طول محور الدوران. الحالة الأساسية للمروحية هي التحليق . يُولّد هذا القرص تدفقًا حول الدوّار. في ظلّ بعض الافتراضات الرياضية المتعلقة بالمائع، يُمكن استخلاص علاقة رياضية بين القدرة، ونصف قطر الدوّار، وعزم الدوران ، والسرعة المُستحثة. لا يُؤخذ الاحتكاك في الحسبان.

بالنسبة لدوار مفتوح ثابت بدون قناة خارجية، مثل طائرة هليكوبتر تحوم في مكانها، فإن الطاقة المطلوبة لإنتاج قوة دفع معينة هي:

${\displaystyle P={\sqrt {\frac {T^{3}}{2\rho A}}}}$

أين:

• T هو قوة الدفع
• ${\displaystyle \rho }$هي كثافة الهواء (أو أي وسط آخر)
• A هي مساحة قرص الدوار
• P هي القوة

يُطلق على الجهاز الذي يحوّل الطاقة الانتقالية للسائل إلى طاقة دورانية للمحور أو العكس اسم مشغل قرص رانكين . وتشمل التطبيقات العملية لهذه الأجهزة مراوح السفن والطائرات ، وطواحين الهواء ، ودوارات المروحيات، والمضخات الطاردة المركزية ، وتوربينات الرياح ، والشواحن التوربينية ، والمحركات الكيميائية .

• نظرية عنصر النصل
• الدوران (ديناميكا الموائع)
• تحميل القرص
• نظرية كوتا-جوكوفسكي