projektowanie koła Wodnegoartykuły energii Wodnej20/06/201002/08/2020
Poradniki dotyczące energii alternatywnej
projektowanie koła wodnego dla Micro Hydro energy
Hydro Energy jest technologią, która przekształca energię poruszającej się wody w energię mechaniczną lub elektryczną, a jednym z najwcześniejszych urządzeń używanych do przekształcania energii poruszającej się wody w pracę użytkową było koło wodne., Konstrukcja koła wodnego ewoluowała w czasie z niektórymi kołami wodnymi zorientowanymi pionowo, niektórymi poziomo, a niektórymi z dołączonymi skomplikowanymi kołami pasowymi i zębatkami, ale wszystkie są zaprojektowane tak, aby wykonywać tę samą funkcję, a to także „przekształcić ruch liniowy poruszającej się wody w ruch obrotowy, który może być użyty do napędzania dowolnego elementu maszyny podłączonego do niego za pomocą obracającego się wału”.,
typowa konstrukcja koła wodnego
wczesna konstrukcja koła wodnego była dość prymitywną i prostą maszyną składającą się z pionowego drewnianego koła z drewnianymi ostrzami lub wiadrami przymocowanymi równomiernie na obwodzie.wał poziomy z siłą przepływającej pod nim wody popychającej koło w kierunku stycznym do łopatek.,
te pionowe koła wodne były znacznie lepsze od wcześniejszego poziomego koła wodnego zaprojektowanego przez starożytnych Greków i Egipcjan, ponieważ mogły działać wydajniej przekładając pęd poruszającej się wody na moc. Koła pasowe i przekładnie były następnie przymocowane do koła wodnego, co umożliwiało zmianę kierunku wału obrotowego z poziomego na pionowy w celu obsługi kamieni młyńskich, piłowania drewna, kruszenia rudy, tłoczenia i cięcia itp.,
rodzaje konstrukcji kół wodnych
Większość kół wodnych znanych również jako młyny wodne lub po prostu koła wodne, są pionowo zamontowane koła obracające się wokół osi poziomej, a te typy kół wodnych są klasyfikowane według sposobu, w jaki woda jest stosowana do koła, w stosunku do osi koła. Jak można się spodziewać, koła wodne są stosunkowo dużymi maszynami, które obracają się z małymi prędkościami kątowymi i mają niską wydajność, ze względu na straty przez tarcie i niepełne napełnianie łyżek itp.,
działanie wody naciskającej na łyżki lub łopatki kół rozwija moment obrotowy na osi, ale kierując wodę na te łopatki i łyżki z różnych pozycji na kole, można poprawić prędkość obrotową i jej wydajność. Dwa najczęstsze typy konstrukcji koła wodnego to „undershot waterwheel” i „overshot waterwheel”.,
koło wodne Undershot
koło wodne Undershot
koło wodne Undershot, znane również jako „koło strumieniowe”, było najczęściej używanym typem koła wodnego zaprojektowanym przez starożytnych Greków i Rzymian, ponieważ jest najprostszym, najtańszym i najłatwiejszym typem koła do skonstruowania.
w tego typu konstrukcji koła wodnego koło jest po prostu umieszczone bezpośrednio w szybko płynącej rzece i podparte od góry., Ruch wody poniżej tworzy działanie pchające o zanurzone łopatki na dolnej części koła, umożliwiając obracanie się w jednym kierunku tylko w stosunku do kierunku przepływu wody.
ten typ koła wodnego jest zwykle stosowany w płaskich obszarach bez naturalnego nachylenia terenu lub gdzie przepływ wody jest wystarczająco szybki. W porównaniu z innymi konstrukcjami koła wodnego, ten rodzaj konstrukcji jest bardzo nieefektywny, z zaledwie 20% energii potencjalnej wody jest używany do rzeczywistego obracania koła., Również energia wody jest używana tylko raz, aby obrócić koło, po czym wypływa z resztą wody.
kolejną wadą koła wodnego jest to, że wymaga dużych ilości wody poruszającej się z prędkością. W związku z tym dolne koła wodne są zwykle położone na brzegach rzek, ponieważ mniejsze strumienie lub strumienie nie mają wystarczającej ilości energii potencjalnej w ruchomej wodzie.,
jednym ze sposobów poprawy wydajności koła wodnego jest odwrócenie procentu wody w rzece wzdłuż wąskiego kanału lub kanału, tak aby 100% przekierowanej wody było używane do obracania koła. Aby to osiągnąć, koło podporowe musi być wąskie i bardzo dokładnie pasować do kanału, aby zapobiec wyciekowi wody po bokach lub zwiększając liczbę lub rozmiar łopatek.,
nadmiarowe koło wodne
nadmiarowe koło wodne
nadmiarowe koło wodne jest najczęstszym typem konstrukcji koła wodnego. Overshot waterwheel jest bardziej skomplikowany w swojej konstrukcji i konstrukcji niż poprzednie undershot waterwheel, ponieważ wykorzystuje wiadra lub małe przedziały do chwytania i trzymania wody.
te wiadra wypełniają się wodą spływającą z góry koła., Grawitacyjny ciężar wody w pełnych wiadrach powoduje, że koło obraca się wokół swojej centralnej osi, ponieważ puste wiadra po drugiej stronie koła stają się lżejsze.
ten typ koła wodnego wykorzystuje grawitację, aby poprawić wydajność, a także samą wodę, dzięki czemu koła wodne są znacznie bardziej wydajne niż konstrukcje podwodne, ponieważ prawie cała woda i jej waga są wykorzystywane do produkcji mocy wyjściowej. Jednak jak wcześniej, energia wody jest używana tylko raz, aby obrócić koło, po czym wypływa z resztą wody.,
nad rzeką lub strumieniem są zawieszone i zazwyczaj zbudowane na zboczach wzgórz, zapewniając dopływ wody z góry o niskiej wysokości (pionowej odległości między wodą na górze a rzeką lub strumieniem poniżej) od 5 do 20 metrów. Mała zapora lub Jaz mogą być zbudowane i używane zarówno kanał i zwiększyć prędkość wody do góry koła dając mu więcej energii, ale to objętość wody, a nie jego prędkość, która pomaga obracać koło.,
Ogólnie rzecz biorąc, koła wodne są zbudowane tak duże, jak to możliwe, aby dać jak największą odległość głowicy dla grawitacyjnego ciężaru wody do obracania koła. Jednak koła wodne o dużej średnicy są bardziej skomplikowane i kosztowne w budowie ze względu na ciężar koła i wody.
gdy poszczególne wiadra są wypełnione wodą, grawitacyjny ciężar wody powoduje, że koło obraca się w kierunku przepływu wody., Gdy kąt obrotu zbliża się do dna koła, woda wewnątrz wiadra opróżnia się do rzeki lub strumienia poniżej, ale ciężar wiader obracających się za nim powoduje, że koło kontynuuje swoją prędkość obrotową. Puste wiadro jest kontynuowane Wokół Obracającego Się koła, dopóki nie wróci na górę, gotowa do napełnienia większą ilością wody i cykl się powtarza. Jedną z wad konstrukcji koła wodnego jest to, że woda jest używana tylko raz, gdy przepływa przez koło.,
koło wodne Pitchback
konstrukcja koła wodnego Pitchback
konstrukcja koła wodnego Pitchback jest wariacją na temat poprzedniego koła wodnego overshot, ponieważ wykorzystuje również grawitacyjny ciężar wody, aby pomóc obracać koło, ale wykorzystuje również przepływ ścieków poniżej niego, aby uzyskać dodatkowe pchnięcie. Ten typ koła wodnego wykorzystuje system niskiego podawania głowicy, który dostarcza wodę w pobliżu górnej części koła z dołu powyżej.,
W przeciwieństwie do koła wodnego, które kierowało wodę bezpośrednio przez koło, powodując jej obrót w kierunku przepływu wody, koło wodne pitchback zasila wodę pionowo w dół przez lejek i do wiadra poniżej, powodując obrót koła w przeciwnym kierunku do przepływu wody powyżej.
podobnie jak poprzednie koło wodne, grawitacyjny ciężar wody w wiadrach powoduje obracanie się koła, ale w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara., Gdy kąt obrotu zbliża się do dna koła, woda uwięziona w wiadrach opróżnia się poniżej. Gdy puste wiadro jest przymocowane do koła, nadal obraca się z kołem, tak jak wcześniej, aż wróci do góry ponownie gotowy do napełnienia większą ilością wody i cykl się powtarza.
tym razem różnica polega na tym, że ścieki opróżnione z obracającego się wiadra spływają w kierunku obracającego się koła (ponieważ nie ma dokąd pójść), podobnie jak koło wodne., Tak więc główną zaletą koła wodnego pitchback jest to, że wykorzystuje energię wody dwa razy, raz z góry i raz z dołu, aby obrócić koło wokół jego centralnej osi.
w rezultacie wydajność konstrukcji koła wodnego jest znacznie zwiększona do ponad 80% energii wody, ponieważ jest napędzana zarówno grawitacyjnym ciężarem napływającej wody, jak i siłą lub ciśnieniem wody skierowanej do wiadra z góry, a także przepływem ścieków poniżej popychającym do wiadra., Wadą koła wodnego pitchback jest to, że potrzebuje nieco bardziej skomplikowanego układu zaopatrzenia w wodę bezpośrednio nad kołem z rynnami i pentroughami.
koło wodne Breastshot
koło wodne Breastshot
koło wodne Breastshot to kolejna pionowo zamontowana konstrukcja koła wodnego, w której woda wchodzi do wiadra w połowie wysokości osi lub tuż nad nią, a następnie wypływa na dole w kierunku obrotu kół., Ogólnie rzecz biorąc, breastshot waterwheel jest używany w sytuacjach, gdy głowica wody jest niewystarczająca do zasilania overshot lub pitchback waterwheel design z góry.
wadą jest to, że grawitacyjny ciężar wody jest używany tylko przez około jedną czwartą obrotu, w przeciwieństwie do wcześniej, który był dla połowy obrotu. Aby przezwyciężyć tę niską wysokość głowicy, wiadra z kołami wodnymi są szersze, aby wydobyć wymaganą ilość energii potencjalnej z wody.,
Breastshot waterwheels używać o tej samej grawitacyjnej masy wody, aby obrócić koło, ale jako wysokość głowy wody jest około połowy, że typowego overshot waterwheels, wiadra są znacznie szersze niż poprzednie projekty waterwheel w celu zwiększenia objętości wody złowionych w wiadrach. Wadą tego typu konstrukcji jest zwiększenie szerokości i ciężaru wody przenoszonej przez każde wiadro., Podobnie jak w przypadku konstrukcji pitchback, koło piersiowe wykorzystuje energię wody dwa razy, ponieważ koło wodne jest zaprojektowane do siedzenia w wodzie, umożliwiając ściekom pomoc w obracaniu koła, gdy wypływa strumień.
generowanie energii elektrycznej za pomocą koła wodnego
historycznie koła wodne były używane do mielenia mąki, zbóż i innych tego typu zadań mechanicznych. Ale koła wodne mogą być również wykorzystywane do wytwarzania energii elektrycznej, zwanej systemem Hydroenergetycznym., Poprzez podłączenie generatora elektrycznego do obracającego się wału kół wodnych, bezpośrednio lub pośrednio za pomocą pasów napędowych i kół pasowych, koła wodne mogą być używane do generowania energii w sposób ciągły 24 godziny na dobę, w przeciwieństwie do energii słonecznej. Jeśli koło wodne jest prawidłowo zaprojektowane, mały lub „mikro” system hydroelektryczny może wytwarzać wystarczającą ilość energii elektrycznej do zasilania oświetlenia i / lub urządzeń elektrycznych w przeciętnym domu.
poszukaj generatorów kół wodnych zaprojektowanych tak, aby wytwarzały optymalną wydajność przy stosunkowo niskich prędkościach., W przypadku małych projektów mały silnik PRĄDU STAŁEGO może być używany jako generator niskiej prędkości lub alternator samochodowy, ale są one przeznaczone do pracy przy znacznie wyższych prędkościach, więc może być wymagana pewna forma przekładni. Generator Turbiny Wiatrowej jest idealnym generatorem koła wodnego, ponieważ jest przeznaczony do pracy z niską prędkością i wysoką wydajnością.,
Jeśli w pobliżu Twojego domu lub ogrodu znajduje się dość szybko płynąca rzeka lub strumień, z którego możesz korzystać, mały system hydroenergetyczny może być lepszą alternatywą dla innych form odnawialnych źródeł energii, takich jak „energia wiatrowa” lub „energia słoneczna”, ponieważ ma znacznie mniejszy wpływ wizualny. Podobnie jak energia wiatrowa i słoneczna, z podłączonym do sieci małym kołem wodnym zaprojektowanym systemem generowania podłączonym do lokalnej sieci energetycznej, każda energia elektryczna, którą generujesz, ale której nie używasz, może zostać sprzedana firmie elektrycznej.,
w następnym tutorialu na temat energii wodnej przyjrzymy się różnym rodzajom turbin, które możemy dołączyć do naszej konstrukcji koła wodnego do wytwarzania energii wodnej. Aby uzyskać więcej informacji o konstrukcji koła wodnego i jak generować własną energię elektryczną za pomocą mocy wody, lub uzyskać więcej informacji o energii wodnej na temat różnych dostępnych konstrukcji koła wodnego, lub aby zbadać zalety i wady energii wodnej, kliknij tutaj aby zamówić kopię z Amazon dzisiaj o zasadach i konstrukcji koła wodnego które mogą być używane do wytwarzania energii elektrycznej.,