Сайт малая энергетика Розин М.Н. Будяк Д.В.


Украина

Минск - это не договор

Мифы украинской энерореформы

Крах сельского хозяйства

87 предложений по утеплению квартиры

Главная

Пара слов об авторе

Что такое киловатт-час?

Потребление энергии в частном доме

Правда жизни: без топлива - никак

Возможен ли вечный двигатель?

Как искать патенты

Энергия ветра

Самодельный генератор на постоянных магнитах

Самодельный ветряк с лопастями из шпона

Статья о древесных гранулах и сравнении их с другими видами топлива

Самодельная ветроустановка с вертикальной осью вращения

Самодельный трех лопастный ветряк с автомобильным генератором переделанным на постоянные магниты

Самодельный автоматический котел на древесных гранулах

Самодельный ветряк с лопастями из алюминиевой трубы с самодельным генератором

Самодельный тихоходный ветряк

Схема электрическая тихоходного ветряка

Самодельный ветряк с самодельным генератором

Ветряк в сельском доме - опыт и раздумья

Книги, архивы метеоданных

Наш ветряк с задней ступицей от ВАЗ-2109, доклад, авг 2012, pdf

Наш ветряк - доклад, фотографии и смета (zip)

Возобновляемая энергетика на Родосе

Теория идеального ветряка или в чем ошибка Владимира Сидорова

Знак вопроса

Перевод инструкции к программе Profili

Быть или не быть?

Ветрогирлянды

Что такое число Рейнольдса?

Теория паруса

Теория идеального ветряка

Расчет лопастей ветряка

Старинный ветряк, сохранившийся в курском областном музее.

Вопросы по расчету лопастей

Расчет минимального ветра, необходимого для страгивания ветряка

Концентраторы ветрового потока

Ветровая энергия для дома

Оптимальный угол атаки в ветряке

Винт-турбина

Поляры плоской пластины и желобков, а также GOE417A

Как изготовить деревянные лопасти для ветряка

Программа для трансформации профилей

Идеальный коэффициент использования энергии ветра.

Г. X . САБИНИН ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНОГО ВЕТРЯКА

Программа для расчета потерь напора

Парашютный ветряк

Энергия воды

Энергия равнинных рек - что ждать?

Самодельная мини гидроэлектростанция Кимкетовых

Принцип работы гидротарана и расчетные формулы.

Статья из довоенной технической энциклопедии про гидротаран.

Самодельная микро ГЭС. Часть 1. Напорная установка

Теория и расчет напорной микро ГЭС

Теория и расчет пропеллерной проточной микро ГЭС

Турбина Пельтона. Физика работы и основные формулы.

Энергия Солнца

Несколько слов об энергии Солнца

Возобновляемая энергетика на Родосе

Электрооборудование

Сложности при изучении магнетизма.

Как измерить характеристики неизвестного магнита?

Расчет магнитного поля в железе генератора.

Расчет бандажа для постоянных магнитов

Электрогенераторы ВИНДЭК для ветряков и микро ГЭС

Электрические характеристики велосипедного генератора

Электрические характеристики генератора Г303В

Определение внутреннего сопротивлениия генератора

Устройство автомобильных генераторов

Книги и ссылки

Авторское право

Карта сайта

__________

 

 

 


>>Гидроэнергетика

Ерохин Владимир Викторович - математик из Тореза
Уникальное открытие. Ерохин В.В. из Тореза нашёл продольную силу в магнетизме Подробнее

Как рассчитать ковшовую турбину (турбину Пелтона)  

   Уважаемый Михаил Николаевич! У нас с другом возникли сложности с расчётами количества оборотов оси колеса, при том что все данные мы знаем, но не знаем с помощью какой формулы нам делать расчёт.(Принцип работыПодача воды осуществляется по гибкому шлангу. Напор, соответственно конечная скорость струи потока, зависит от начального и конечного сечения, высоты, а также начальной скорости. Затем струя воды ударяет по лопастям колеса. Колесо начинает вращение, которое по оси переходит на шкив большого диаметра, затем с помощью ремённой передачи вращение переходит на шкив меньшего диаметра. Соответственно кол-во оборотов увеличевается. После этого, вращения по оси переходят в генератор, где происходит вырабатывание электричества. После генератора, электричество поступает в выравниватель частоты тока. После этого ток по проводам бежит на нужды человека).

Я не знаю методику расчета турбин. Могу лишь дать общие физические формулы, которые тем не менее помогут сориентироваться с основными величинами. Насколько я понял, речь идет о ручье на склоне с большим перепадом высот и малым расходом. В таких случаях часто применяют турбину Пелтона.

Турбина Пелтона схема работы

У потока есть два параметра, которые необходимо знать для расчета.

  • Напор H в метрах, т.е. разница высот между забором воды и турбиной;
  • Расход Q, измеряемый в килограммах в секунду или литрах в секунду;

Мощность потока в ваттах

N = gQH

      где g = 9,81 м/с 2 ускорение свободного падения
Мощность, которую сможет выдать самодельная установка, будет значительно ниже рассчитанной величины.

Скорость истечения воды из сопла

В реальности скорость истечения будет меньше на коэффициент μ.

Отсюда нетрудно посчитать диаметр сопла в мм

В реальных условиях расход воды очень сильно меняется по сезонам, из-за дождей, и.т.д. Поэтому диаметр выбирают из наибольшего расхода, а сопло делают регулируемым. Вставляют, допустим, в сопло конусную иглу.

Диаметр напорного коллектора дожен быть больше диаметра сопла по двум соображениям. Если диаметр коллектора равен диаметру сопла, то вода по всей длине коллектора должна двигаться с одинаковой скоростью. Со скоростью истечения из сопла. Из этого следует, что в самом начале коллектора вода должна скачком увеличивать свою скорость до рабочей скорости, что неизбежно приведет к потерям. По этой причине диаметр напорного коллектора лучше сделать больше диаметра сопла или входную, верхнюю часть коллектора сделать плавно расширяющейся формы. Вторая причина в потерях на трение о стенки напорного коллектора, которые возрастают с увеличением скорости движения и длины коллектора. Если задаться потерей энергии в коллекторе, равными 10%, то внутренний диаметр труб коллектора для склона в 45 градусов должен быть примерно таким в зависимости от расхода:

0,1 л/с - 15 мм
0,5 л/с - 28 мм
1 л/с - 36 мм
5 л/с - 66 мм
10 л/с - 85 мм
50 л/с - 160 мм
100 л/с - 210 мм
500 л/с - 380 мм
1000 л/с - 500 мм

Для склонов с другими углами наколона длина коллектора будет больше или меньше, и потери, соответственно, тоже больше или меньше. Более точно потери напора из-за трения можно посчитать по формулам проф. А. В. Теплова:

Для труб диаметром менее 0,1м

Для труб диаметром более 0,1м

ΔH - величина, на которую надо уменьшить значение H в формулах.
Q - расход кг/с.
L - длина напорного коллектора м.
D - диаметр напорного коллетктора м.

Коллектор должен плавно сужаться к соплу. Если просто вварить сопло меньшего диаметра в большую трубу, то потери могут быть до 30%.

Тубрина ПелтонаТеперь о физике работы турбины Пелтона. Вода ударяется в движущуюся лопатку, отскакивает назад и передает лопатке импульс. Если лопатка будет двигаться со скоростью, равной половине скорости струи, то отскочившая струя будет неподвижна относительно корпуса аппарата, т.е. энергию уносить с собой не будет. Отсюда вытекает условие, чтобы линейная скорость лопаток была бы равна половине скорости струи.

В физике рассматривается три типа столкновения двух тел: упругое, неупругое и смешанное. Особенность неупругого (и смешанного) типа в том, что часть энергии при неупругом столкновении расходуется на деформацию тел, теплоту и часть энегии уходит с отходящей водой. КПД неупругого столкновения не превышает 50%. Так работает турбина, сделанная Кимкетовыми.

Выгоднее, но сложнее технически, использовать упругое столкновение. Но вода - не мячик и отскакивать от поверхности не будет. Поэтому используется следующий любопытный прием. В реальной турбине Пелтона струя поступает на край лопатки, имеющую вид вогнутой чашки. Струя прокатывается по криволинейной поверхности чашки и изменяет свое направление на противоположное. Этот прием хорош еще и тем, что отходящий поток не мешает набегающему. Ну и наконец, для того, чтобы не возникал боковой момент, нагружающий подшипники, чашки делают спаренными, а струю подают на стык чашек. Промышленные турбины Пелтона делают часто с двумя соплами, разнесенными на 90 градусов по окружности турбины.

Частота вращения турбины будет зависеть от скорости струи и диаметра рабочего колеса турбины.

где: n -об/мин, Dt - средний диаметр рабочего колеса в метрах, H - напор в метрах.
Радиальная турбина

Теперь о практической реализации. Турбину Пельтона со спаренными чашками самодельщику сделать довольно трудно. На ум пришли две конструкции с лопатками-желобками, которые значительно проще для исполнения.

На рисунках изображены две конструкции турбины с аксиальным и радиальным расположением лопаток. Сопла прямоугольные. Одна стенка у сопел подвижная для регулировки площади сопла. Площадь сопла в квадратных миллиметрах равна

Сопло желательно располагать как можно ниже, чтобы не уменьшать перепад высот. Для этого ось турбины можно расположить вертикально. На торцы лопаток лучше поставить заглушки или кольцо, охватывающее все лопатки.

Аксиальная турбина

Шаг лопаток Lb должен быть в 5 - 10 раз больше толщины струи a. При слишком частом расположении лопаток КПД турбины упадет, поскольку отходящая струя будет узкая и будет иметь большую скорость. Если шаг лопаток Lb будет в 3,2 раза больше толщины струи a, то потери мощности с отходящей струей составят 10%. При шаге лопаток в 4,5 толщины струи потери с отходящей струей составят 5%. Потери в процентах можно посчитать по формуле:

В заключение подчеркну, что формулы даны для идеализированных процессов и дают завышенные результаты. Только для того, чтобы можно было приблизительно сориентироваться с габаритами аппаратов и получаемой мощностью.

27 октября 2008 г.
Розин М. Н.

 

Украина

Минск - это не договор, а акт о капитуляции

Какая идеология склеит Украину

Безвиз, Киевская Русь и украинский этнос

Украина не станет аграрной державой. Чипореволюция.

Как выдать пенсии пенсионерам на Донбассе?

Мифы украинской энергореформы

Тревожное будущее с/х Украины

Дефицит бюджета Украины 35 - 74 %

Импотентность украинского государства и общества

Как утеплить жилище? 87 предложений

Аккумулирование

Аккумулирование и локальные энергосети

Электроэнергия из теплоаккумулятора

Газовые аккумуляторы

Энергия смешивания воздуха с водой

Энергия из воздуха: список ссылок и патентов"

Моя модель энергетической башни (видео)

Дождливые башни - не всё так страшно

Дождливая башня превращается в ледянящую

Электричество из тепла

Правда жизни: без топлива - никак

Промышленно выпускавшиеся двигатели Стирлинга

Двигатель стирлинга мощностью 44 вт

Моя программа расчёта Стирлинга

Книга Уолкера по двигателям Стирлинга

Расчёт криокулера с циклом Стирлинга (djvu)

Модельный Стирлинг из пробирки

Ищем активные сообщества по Стирлингам

Как сделать маленькую паровую машину, 1913 год

Как сделать мощную паровую машину, 1913 год

Мощные промышленные паровые машины Spilling, pdf

Термоэлектричество

Теория вихревых турбомашин, tif

Сайт Дубинина В.С.

ДВС

Вода в бензине - из истории вопроса

Взрыв пыли - к вопросу о твёрдотопливном ДВС

Проектируем свой Стирлинг

Заглавная страница проекта Стирлинга

Про уплотнения из графита

Отчёт о состоянии проекта – июнь 2015

Техническая концепия системы

Экономическая концепия проекта

Водород в двигателе Стирлинга

Журнал изменений проекта

Ищем активные сообщества по Стирлингам

Моя программа расчёта Стирлинга

Самодельные топливные элементы

Топливные элементы с прямым окислением угля (DCFC)

Оригинальная статья автора изобретения (1896 год) в Русском переводе

Опыты фирмы SARA

Обзор зарубежных публикаций

Мои опыты по DCFC в 2005 г.

Состояние работ на сентябрь 2010 года

Лабораторная работа N1 (Open Office)

Дневники некоторых опытов

Методичка по изготовлению уголька(Open Office)

Программы для управления экспериментом

Программирование

Программы для опытов по DCFC/УТЭ

Введение в Common Lisp для профессионалов Delphi/SQL

Мой старый .emacs (utf-8)

Примеры метапрограммирования в программе Mathematica

__________


К началу страницы