miniatura|Un disc actuador que accelera un flux de fluid de dreta a esquerra En dinàmica de fluids, la teoria del moment o teoria de l'actuador de disc és una teoria que descriu un model matemàtic d'un disc actuador ideal, com ara un rotor d'hèlix o d'helicòpter, per WJM Rankine (1865), Alfred George Greenhill (1888) i Robert Edmund Froude (1889).Sears, W. R. (1947). On projectiles of minimum wave drag. Quarterly of Applied Mathematics, 4(4), 361-366.
La teoria del moment es defineix com un mètode per analitzar el flux de fluid al voltant d'un rotor, on el rotor es tracta com un disc actuador que extreu energia cinètica del flux, donant lloc a una diferència de pressió i una reducció de la velocitat del vent a mesura que passa pel rotor. Aquesta teoria utilitza els principis del moment lineal unidimensional i l'equació de Bernoulli per establir relacions entre velocitats, empenyiment i potència absorbida.
El rotor es modela com un disc infinitament prim, que indueix una velocitat constant al llarg de l'eix de rotació. L'estat bàsic d'un helicòpter és el de flotació. Aquest disc crea un flux al voltant del rotor. Sota certes premisses matemàtiques del fluid, es pot extreure una connexió matemàtica entre la potència, el radi del rotor, el parell motor i la velocitat induïda. La fricció no s'hi inclou.
Per a un rotor obert estacionari sense conducte exterior, com ara un helicòpter en vol estacionari, la potència necessària per produir un impuls determinat és:
on:
T és l'empenta és la densitat de l'aire (o d'un altre medi) A és l'àrea del disc del rotor P és potència
Un dispositiu que converteix l'energia de translació del fluid en energia de rotació de l'eix o viceversa s'anomena actuador de disc de Rankine . Les implementacions reals d'aquests dispositius inclouen hèlixs marines i d'aviació, molins de vent, rotors d'helicòpters, bombes centrífugues, turbines eòliques, turbocompressors i agitadors químics.
Referències
Categoria:Aerodinàmica