Alternativ Energi Tutorials
Waterwheel Design for Micro Hydro Energi
Hydro Energi er en teknologi som konverterer energi til å flytte vann til mekanisk eller elektrisk energi, og en av de første enhetene som brukes til å konvertere energien til å flytte vann til brukbare arbeidet var Waterwheel., Vann hjulet design har utviklet seg over tid med litt vann hjul orientert vertikalt, noen horisontalt og noen med forseggjorte trinser og tannhjul koblet til, men de er alle laget for å gjøre det samme funksjonen, og som er for, «konvertere lineær bevegelse av å flytte vann til en roterende bevegelse som kan brukes til å kjøre et stykke av maskiner som er koblet til via en roterende aksel».,
Tidlig Waterwheel Design var ganske primitive og enkle maskiner som består av en vertikal tre hjul med tre blader eller bøtter fast like rundt omkretsen alle støttede på en horisontal aksel med kraften av vann som strømmer under det å trykke på hjulet i en tangentiell retning mot bladene.,
Disse vertikale vannhjulene ble vesentlig bedre enn tidligere horisontal waterwheel design av de gamle Grekerne og Egypterne, fordi at de kan operere mer effektivt oversette fremdriften av å flytte vann til strøm. Trinser og ruste da var festet til waterwheel som tillot en endring i retning av en roterende aksling fra horisontal til vertikal for å kunne drive med det, så tre, knuse malm, stempling og skjæring osv.,
Typer Vann Hjulet Design
de Fleste Vannhjulene også kjent som Vannmøller eller bare vannhjul, er vertikalt montert hjul som roterer om en horisontal aksel, og disse typer vannhjulene er klassifisert av veien der vannet brukes til hjulet, i forhold til hjul aksel. Som du kan forvente, vannhjulene er relativt store maskiner som roter til lave kantete hastigheter, og har en lav effektivitet, på grunn av tap av friksjon og ufullstendig utfylling av bøtter, etc.,
virkningen av vannet presser mot hjulene bøtter eller årer utvikler dreiemoment på akselen, men ved å dirigere vannet på disse årer og bøtter fra ulike posisjoner på hjul hastigheten på rotasjonen, og dens effektivitet kan forbedres. De to vanligste typene waterwheel design er «undershot waterwheel» og «underbitt waterwheel».,
Undershot Waterwheel
Undershot Vann Hjulet Design
Undershot Vann Hjulet Design, også kjent som en «stream-hjulet» var den mest brukte typen av waterwheel designet av de gamle Grekerne og Romerne så det er den enkleste, billigste og enkleste typen av hjulet for å konstruere.
I denne type waterwheel design, hjulet, er rett og slett plassert direkte inn i et raskt strømmende elv og støttes fra over., Bevegelsen av vannet nedenfor skaper en skyve tiltak mot nedsenket padleårer på nedre del av rattet, slik at den roterer i en retning i forhold til retningen av flyten av vann.
Denne typen waterwheel design er vanligvis brukt i flate områder med ingen naturlig skråning av landet eller hvor vannføringen er tilstrekkelig rask bevegelse. Sammenlignet med andre waterwheel design, er denne typen design er svært ineffektiv, med så lite som 20% av vannet potensiell energi blir brukt til å faktisk roterer hjulet., Også vannet energi brukes bare én gang for å rotere hjulet, etter som det renner unna med resten av vannet.
en Annen ulempe av undershot vann hjulet er at det krever store mengder vann som beveger seg med hastighet. Derfor, undershot vannhjulene er vanligvis ligger på bredden av elver som mindre bekker eller brooks ikke har nok potensiell energi i bevegelse vann.,
En måte å forbedre effektiviteten litt av en undershot waterwheel er å viderekoble en prosentandel av vannet i elva langs en smal kanal eller rør slik at 100% av viderekoblet vann brukes til å rotere hjulet. For å oppnå dette, undershot hjulet har til å være smale og passer veldig nøyaktig i kanal for å hindre vann fra å rømme rundt sidene eller ved å øke enten i antall eller størrelse på padleårer.,
Underbitt Waterwheel
Underbitt Vann Hjulet Design
Underbitt Vann Hjulet Design er den mest vanlige typen av waterwheel design. Den underbitt waterwheel er mer kompliserte i sin konstruksjon og design enn de tidligere undershot waterwheel som den bruker bøtter eller små lommer til å både fange og holde på vann.
Disse fylle bøtter med vann som strømmer inn på toppen av hjulet., Gravitasjons vekten av vannet i fulle bøtter får hjulet til å rotere rundt sin sentrale aksen som tomme bøtter på den andre siden av hjulet blir lysere.
Denne typen water wheel bruker tyngdekraften til å forbedre utgang, samt vannet i seg selv, og dermed underbitt vannhjulene er mye mer effektiv enn undershot design som nesten alle vann og vekten blir brukt til å produsere utgangseffekt. Men som før, vannet energi brukes bare én gang for å rotere hjulet, etter som det renner unna med resten av vannet.,
Underbitt vannhjulene er hevet over en elv eller bekk og er generelt bygget på sidene av åser som gir et vann fra oven med et lite hode (den vertikale avstanden mellom vann på toppen og elv eller bekk nedenfor) på mellom 5 til 20 meter. En liten dam eller weir kan være konstruert og brukt til både kanal og øke hastigheten på vannet til toppen av hjulet gir det mer energi, men det er volumet av vann, heller enn dens hastighet som bidrar til å rotere hjulet.,
Vanligvis, underbitt vannhjulene er bygget så store som mulig for å gi størst mulig hodet avstand for gravitasjons vekten av vannet for å rotere hjulet. Imidlertid stor diameter vannhjulene er mer komplisert og kostbart å bygge på grunn av vekten av hjulet og vann.
Når den enkelte bøtter fylt med vann, gravitasjons vekt av vann fører til at hjulet for å rotere i den retningen av flyten av vann., Som vinkel blir nærmere bunnen av hjulet, vann i bøtte renner ut i elv eller bekk nedenfor, men vekten av bøtter roterende bak det fører til at hjulet for å fortsette med sin rotasjonshastighet. Tom bøtte fortsetter rundt den roterende hjulet til det blir igjen opp til toppen igjen klar til å fylles med mer vann og syklusen gjentar seg. En av ulempene med et underbitt waterwheel design er at vannet er bare brukt en gang som det renner over hjulet.,
Pitchback Waterwheel
Pitchback Vann Hjulet Design
Pitchback Vann Hjulet Design er en variant av den forrige underbitt waterwheel som den bruker også gravitasjons vekt på vannet for å hjelpe rotere hjulet, men den bruker også flyten av avløpsvannet under det å gi et ekstra push. Denne type waterwheel design bruker en lav hodet inngang-system som gir vann i nærheten til toppen av hjulet fra en pentrough ovenfor.,
i Motsetning til den underbitt waterwheel som kanaliseres vann direkte over hjulet forårsaker den til å rotere i den retningen av flyten av vann, pitchback waterwheel strømmer vannet vertikalt nedover gjennom en trakt og inn i bøtte under forårsaker hjulet for å rotere i motsatt retning til strømmen av vann over.
Akkurat som den forrige underbitt waterwheel, gravitasjons vekt av vann i bøtter fører til at hjulet for å rotere, men i en anti-retning med klokken., Som rotasjonsvinkelen nærmer seg bunnen av hjulet, vann fanget inne i bøtter renner ut nedenfor. Som tom bøtte er festet til hjulet, det fortsetter med roterende hjulet som før inntil det blir igjen opp til toppen igjen klar til å fylles med mer vann og syklusen gjentar seg.
forskjellen denne gangen er at avfall vannet tømmes ut av den roterende bøtte flyter bort i retning av den roterende hjul (som det har noe annet sted å gå), lik den undershot waterwheel rektor., Dermed er den største fordelen av pitchback waterwheel er at den bruker energi av vann to ganger, en gang fra oven og en gang fra nedenfor for å rotere hjulet rundt den sentrale aksen.
resultatet er at effektiviteten av waterwheel design er betydelig økt til over 80% av vannet energi som det er drevet av både gravitaional vekt på innkommende vann og ved tvang eller press av vann rettet inn bøtter fra ovenfor, samt flyten av avløpsvannet nedenfor presser mot bøtter., Ulempen skjønt av en pitchback waterwheel er at det er behov for en litt mer komplisert vannforsyning avtale direkte over rattet med kasterne og pentroughs.
Breastshot Waterwheel
Breastshot Vann Hjulet Design
Breastshot Vann Hjulet Design er en annen vertikalt montert waterwheel design der vannet kommer inn i bøtter omtrent halvveis opp på aksel høyde, eller like over det, og så renner ut nederst i retning av hjulene rotasjon., Generelt breastshot waterwheel er brukt i situasjoner var leder av vann er ikke nok til å drive en underbitt eller pitchback waterwheel design ovenfra.
ulempen her er at gravitasjonsfelt vekten av vannet brukes bare for om lag en fjerdedel av rotasjon i motsetning til tidligere, som var en halv rotasjon. For å overvinne dette lave hodet høyden, vannhjulene bøtter er gjort bredere for å trekke ut den nødvendige mengden av potensiell energi fra vann.,
Breastshot vannhjulene bruk om det samme gravitasjonsfelt vekten av vannet for å rotere hjulet, men som leder høyden på vannet er rundt halvparten av en typisk underbitt waterwheel, bøtter er mye bredere enn tidligere waterwheel design for å øke volumet av vann fanget i bøtter. Ulempen med denne typen design er en økning i bredde og vekt av vann bæres av hver bøtte., Som med pitchback design, breastshot hjulet bruker energien i vannet to ganger som waterwheel er designet for å sitte i vannet slik at avløpsvannet til å hjelpe til i rotasjon av hjulet som det renner bort og ned stream.
Generere Elektrisitet ved hjelp av en Waterwheel
Historisk vannhjul har blitt brukt for fresing mel, frokostblandinger og andre slike mekaniske oppgaver. Men vannhjul kan også bli brukt for generering av elektrisitet, kalles et Hydro-Power system., Ved å koble en elektrisk generator til vannhjulene roterende aksel, enten direkte eller indirekte ved hjelp av stasjonen stropper og trinser, vannhjulene kan brukes til å generere strøm kontinuerlig 24 timer i døgnet i motsetning til solenergi. Hvis waterwheel er utformet riktig, en liten eller «micro» vannkraft systemet kan produsere nok strøm til å drive belysning og/eller elektriske apparater i en gjennomsnittlig hjem.
Se etter Vann hjulet Generatorer designet for å gi optimal effekt ved relativt lave hastigheter., For små prosjekter, en liten DC-motor kan brukes som en lav-hastighet generator eller en bil dynamo men disse er utformet for å arbeide ved mye høyere hastigheter så noen form for gearing kan være nødvendig. En vindturbin generator er et ideelt waterwheel generator som det er designet for lav fart, høy produksjon og drift.,
Hvis det er en ganske raskt strømmende elv eller bekk i nærheten av ditt hjem eller hage som du kan bruke, så et lite vannkraftverk system kan være et bedre alternativ til andre former for fornybare energikilder som «Vindkraft» eller «Solenergi», som det har en mye mindre visuell effekt. Også akkurat som vind-og solenergi, med et rutenett som er koblet liten skala waterwheel designet genererer systemet er koblet til det lokale grid-verktøy, alle elektrisitet du generere men ikke bruk kan bli solgt tilbake til elektrisitet selskapet.,
I neste tutorial om Hydro Energi, vil vi se på ulike typer turbiner tilgjengelig som vi kan knytte til vår waterwheel design for hydro power generation. For mer informasjon om Waterwheel Design og hvordan å generere din egen strøm ved hjelp av kraften av vann, eller for å få mer hydro energi informasjon om de ulike waterwheel design tilgjengelig, eller for å utforske de fordeler og ulemper med hydro energi, Klikk Her for å bestille ditt eksemplar fra Amazon i dag om prinsipper og bygging av vannhjulene som kan brukes til å generere elektrisitet.,