Всё о мобильной энергии, солнечных батарея, ветряках и другой электроники Обсуждение солнечных батарей, вертяков, генераторов и другой электроники
 
  Регистрация | Войти На главную Добавить статью Форум Поиск  RSS Наш твиттер Контакты 7 декабря 2021, Вторник  
MobiPower.ru
 О сайте
 Новости
 солнце
 термоэлектричество
 механика
 аккумуляторы
 освещение
 электроника
 прочее (экзотика)
 новинки рынка
 Сделай сам
 Обзоры и тесты
 Библиотека
 Форум
 Ссылки
 Контакты

Новости на e-mail
Подписаться на e-mail рассылку новых статей сайта Mobipower.ru



Новое на форуме

Ругаться сюда, однако ;))))
Автор: Гость
01.12.2021 в 10:49

Накопитель "Конструктор"
Автор: LeonidS
19.11.2021 в 18:07

Защищённые аккумуляторы в Вампирчике
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:55

Увеличение ёмкости Вампирчика на счёт внешнего блока с 18650
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:53

Аккумулятор для ноутбука
Автор: nik34
14.10.2021 в 20:47

"Коэффициент отдачи" Вампирчика
Автор: LeonidS
22.09.2021 в 23:19

Контроллер для ветряка
Автор: nik34
07.05.2021 в 21:26

Батарея на крыше авто
Автор: LeonidS
26.02.2021 в 14:40

Техническое обсуждение ВЦ7 (+альт. прошивка)
Автор: nik34
09.01.2021 в 23:46

Топливные элементы
Автор: plumber27
24.11.2020 в 06:51

Перейти на форум

Сейчас на сайте
0 человек

в т.ч. гостей:
пользователей:

Всего: 1205

Это может быть полезно



Волновая турбина


Разместил 25.11.2009   nik34

Механика nik34 прислал:

Самодельная волновая турбина
Буквально пару недель назад, в статье "Эх, погудим...", мы уже касались колеблющихся систем для преобразования энергии потока в колебания и затем в электричество. Рассмотрим теперь похожую, хотя и "обратную" задачу, когда колебания среды преобразуются во вращение. 




  
Поделиться этой страницей в:


Данная заметка написана на основе одной из исследовательских работ школьников. Полностью приводить её здесь не буду, кому потребуется, сможет прочесть на сайте-источнике. Здесь же дам только выдержки, касающиеся собственно генератора.

Постановка задачи следующая, нужно преобразовать колебания волн во вращательное движение. Задача была решена весьма простым способом - колеблющийся плавник, закреплённый на оси вращения генератора. Причём, вращательный момент, создаваемый плавником при любом движении воды, будет направлен в одну сторону.

Далее, просто цитирую из оригинала.

Решение задачи "...достигается применением в качестве лопасти турбины плоского или объемного гидродинамически обтекаемого гибкого упругого тела. Область жесткого захвата этого тела должна удовлетворять правилу U = 0.29, причём, в состоянии покоя хорда лопасти располагается в плоскости вращения турбины, перпендикулярной оси её вращения.

Сама турбина состоит из N-отдельных элементов, закрепленных на валу вращения турбины, каждый из которых составлен из двух и более лопастей, симметрично расположенных относительно вала вращения турбины. Тогда сила тяги лопасти возникает под воздействием текучей среды при возвратно-поступательном движении турбины относительно среды или среды относительно турбины вдоль оси её вращения за счет гибких деформаций лопасти. Деформации подобны деформациям крыла птицы или хвоста рыбы в процессе махового движения.

Применение нашего движителя в варианте лопасти для турбины даёт устройство, изначально обладающее высоким КПД и знакопостоянным моментом вращения при знакопеременном направлении падения потока текучей среды на турбину.

На рис. 17 показан элемент турбины, состоящий из двух лопастей 1, закрепленных на поперечине 2 в области, соответствующей правилу U = 0.29 для лопасти. Поперечина 2 жёстко соединена с валом 3, имеющим ось вращения 4. Так выглядит элемент турбины в состоянии покоя. Движение элемента вдоль оси вращения, т.е. в положительном направлении оси Z приводит к изгибным деформациям 5 лопастей, противоположное движение приводит к изгибным деформациям 6 лопастей. В обоих случаях элемент приобретает вращательное движение в направлении 7 - против часовой стрелки. Наращивание числа элементов турбины, последовательно расположенных на одном валу вращения, приводит к пропорциональному возрастанию мощности на валу вращения. Это позволяет наращивать необходимую мощность на одном валу вращения турбины без увеличения поперечных размеров колеса турбины.

Самодельная волновая турбина

Рис.17 Диаметрическая проекция вращательного элемента турбины. Лопасти 1 закреплены на поперечине 2 в области, соответствующей правилу U=0,29 для лопасти. Поперечина 2 жестко соединена с валом 3, имеющим ось вращения 4. Так выглядит элемент турбины в состоянии покоя. Движение элемента вдоль оси вращения, т.е. в положительном направлении оси Z, приводит к изгибным деформациям лопастей вида 6. В обоих случаях элемент приобретает вращательное движение в направлении 7 – против часовой стрелки.

Для демонстрации реализации предлагаемого технического решения воспользуемся методом физического моделирования.

На фотографии рис. 18 приведена фотография модели турбины с одним вращательным элементом, содержащая две симметрично расположенные прямоугольные лопасти 1, закрепленные на поперечине 2, жестко связанной с валом 3. На вал 3 насажаны поплавок 8 с возможностью свободного вращения и жестко большая шестерня 9. Лопасти выполнены из гибкой упругой полимерной пленки толщиной 0.00025 м так, что образуют прямоугольное тело с размерами 0.07х0.105 м . В области, соответствующей правилу U = 0.29, создан карман 10 для насаживания и крепления лопасти 1 на поперечине 2. На рис. (9 показаны проекции лопасти 1: а - вид сбоку, b - вид сверху. 10 - карман для жесткого крепления поперечины и лопасти.

Самодельная волновая турбина

Рис.18 Фотография модели турбины с одним вращательным элементом, содержащая две симметрично расположенные прямоугольные лопасти 1, закрепленные на поперечине 2, жестко связанной с валом 3. На вал 3 насажены поплавок 8 с возможностью свободного вращения на валу и жестко большая шестерня 9.

На фотографии рис. 20 приведена турбина с тремя последовательно расположенными элементами на валу, смещёнными один по отношению к другому в плоскости вращения на угол 120° и расстояние 0.1 м. Вдоль вала вращения. 11 - площадка для крепления генератора 12 так, как это показано на фотографии рис. 21. Вращение вала 3 приводит в движение шестерню 9, которая, в свою очередь, через зубчатую передачу приводит во вращение малую шестерню, насажанную на вал генератора 12.

Самодельная волновая турбина

Рис.19. Показаны проекции лопасти 1. а- вид сбоку, b - вид сверху. 10 - карман для жесткого крепления поперечины и лопасти.

Самодельная волновая турбина

Рис. 20. Фотография турбины с тремя последовательно расположенными элементами на валу 3, смещёнными один по отношению к другому на угол 120 градусов и расстояние 10 см.

Самодельная волновая турбина

Рис.21 Фотография генератора 12,закрепленного на платформе 11, 13 – выводы проводов генератора.

Коэффициент передачи шестеренок 132:8 (n=16.5). В результате вращения турбины на выводах генератора 13 возникает разность потенциалов. В качестве генератора используется электрический микродвигатель постоянного тока в обратном режиме. Двигатель постоянного тока ДМП-25-Н1-03 расчитан на напряжение питания 12В и силу тока 0,3А; угловая скорость 6000 об/мин. В качестве индикатора используется светодиод марки GNL-1206URC красного цвета с рабочим напряжением 1.9В и силой тока 70mA, подключаемый к выводам генератора.

Для имитации движения поплавка на волне используется ручной вариант - удерживая устройство за поплавок, производим вертикальные колебательные движения так, что трехэлементная турбина все время находится в состоянии погруженном в воду. При этом возникает вращательное движение турбины, не зависящего от прямого или обратного направления движения устройства, возбуждающее в цепи генератор-светодиод электрический ток.


Самодельная волновая турбина

Рис.22 Фотография работы устройства: под действием вертикальных движений руки устройство, захваченное за поплавок, с турбиной, погруженной в воду, зажигает красный светодиод 14. Светодиод подсоединен к выводам генератора 13 и для удобства фотосъемки механически закреплен на штативе 15.

На фотографии рис.22 можно видеть работу устройства: под действием вертикальных движений руки, устройство захваченное за поплавок, с турбиной погруженной в воду, зажигает красный светодиод 14. Светодиод присоединён к выводам генератора 13 и для удобства фотосъемки механически закреплен на штативе 15. Динамометрические измерения и измерения напряжения и силы электрического тока дали следующие результаты (таблица 1).

Таблица 1

сила, Н                                          3.0×0.5
скорость, М/с                                0.12 
мощность механическая, Вт        0.18 
напряжение, В                             2.0
ток, А                                            0.05 
мощность электрическая, Вт      0.10

Максимальное значение прикладываемой силы выбрали равным 3.0 Н. Средняя прикладываемая сила 3.0×0.5 действовала в течение 0.5с на интервале вертикального смещения устройства, равном 0.06 м, что определило среднюю скорость движения как 0.12 м/с и угловую 1.0 обор/с. Мощность, прикладываемая к устройству, равна 3.0x0.5x0.12 = 0.18 Вт. Измерение напряжения (2.0 В) и силы тока (0.05 А) на светодиоде, подключенном к выводам генератора, дало оценку выходной (полезной) мощности 2.0×0.05=0.1 Вт.

В результате КПД устройства оказалось равным 0.1/0.18 = 0.56 = 56%.

Если учесть, что КПД генератора (обратного двигателя) может оцениваться в пределах от 60 до 80 %%, то для КПД турбины можно получить оценки - от 93 до 70 %%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
1. Таким образом, предложенное техническое решение оказывается экономически существенно более выгодным, чем турбины Уэллса и Дэннисса.

2. Выигрыш заключается в том, что мы принципиально отходим от варианта использования текучей среды в качестве опоры для движителя, поскольку в этом случае движитель всегда будет "проваливаться" в среду, при этом его действенность будет заключаться в том, сколько текучей массы в единицу времени он успеет оттолкнуть от себя. Но это уже ближе к реактивному движению, причем в самом экономически невыгодном варианте.

3. Наш же вариант заключается в том, что движитель создает условия для возникновения вихревых потоков, т.е. таких потоков, которые возникают при маховых движениях крыла у птицы или хвоста у рыбы, КПД которых примерно 95%.

Предлагаемое техническое решение естественным образом допускает следующие расширения:

— турбина может располагаться не только в водной, но и в воздушной среде;
— на одном валу вращения возможно совместное применение и подводного и воздушного вариантов турбины.


Авторы: Дмитрий Краснопевцев, Евгений Журавлев.
Школа № 1273 ЮЗАО, 11 класс, Москва.  2006г.

-----------------------------------------------------Конец цитаты----------------------------------------------

Не стоит, конечно, доверять полученным "оптимистичным" цифрам КПД преобразования, но не стоит и смеяться над методиками измерения и т.п. У ребят была задача используя методологию большой науки, выполнить свою, пока маленькую"научную" работу и они с ней справились.

Нам же стоит обратить внимание на сам принцип преобразователя-генератора и может быть сделать что-то реально рабочее.
И, кстати, это первая публикация на этом сайте, где предлагается получать энергию от волн.

25.11.09
--------------------------------------------------
Все статьи на сайте разрешены к копированию, но с обязательным указанием ссылки на нас.
www.mobipower.ru




Источник:
http://www.turbulence.ru/project02.html





Поделиться этой страницей в:

Рейтинг статьи
Средняя оценка: 5 из 5. Голосов: 8

Проголосуйте, пожалуйста, за эту статью:
Класс! Очень хорошо! Сойдёт 3-й сорт еще не брак Ерунда
(отлично!)(хорошо)(сойдет)(так себе)(плохо)

Статьи в тему: Механика
Изобретателю о ветродвигателях и ветроустновках
 Ветрогенератор
 Новый тип ветрогенератора
Изобретателю о ветродвигателях и ветроустановках  Сотовые вышки будут работать от ветра  Разработана новая концепция ветряной электростанции - без турбин

Связанные темы

Сделай сам
Сделай сам


Комментарии к статье

Волновая турбина | 3 Комментария

Спасибо за проявленный интерес

Вы не можете отправить комментарий анонимно, пожалуйста зарегистрируйтесь.

Re: Волновая турбина
Разместил: TeSla
Дата: 21.12.2009

А можно ли, эту конструкцию подвесить во дворе? и он на ветру будет брыкаться как на море.
    Re: Волновая турбина
    Разместил: nik34
    Дата: 22.12.2009

    Можно, только надо осью вращения располагать по ветру. И заставить ветер дуть не в одну сторону, а вперёд-назад. ;)
    Ну, а так как он это делать не захочет, а будет только в одну сторону двигаться, то такая турбина выродится в свой частный случай - обычных пропеллер. И получим мы, в итоге, стандартный ветряк. :)




Re: Волновая турбина
Разместил: diver52
Дата: 25.11.2009

Прочитал статью, идея просто гениальная и простая! Единственное но, эту конструкцию можно использовать только при наличии рядом речки или моря. Или же озеро, но обязательным условием является сильный ветер для возникновения волн. Не всегда выполняются эти условия. Не знаю, как просто с помощью ветра получить эти колебательные движения. По-моему, тут проще и эффективнее использовать "жужжалку", как в предыдущей статье. Да и конструкция получится гораздо компактнее! Хотя сама идея очень понравилась.

 
Связанные темы
Раздел: Сделай сам
Сделай сам

Статьи в тему
Механика
Ветряк на гибком роторе
Ветряная турбина в виде воздушного змея
Ветрогенератор
Яйцо-турбина избавит от шума
Ветронасосные и ветроэлектрические агрегаты
Ветронасосные и ветроэлектрич...ие агрегаты
Ветряк со встроенным зарядником
Обычные пальчиковые аккумуляторы теперь можно заряжать от ветра
Подборка статей по самодельным ветрогенераторам, вертякам
Строим ветрогенератор (вертяк) своими силами

А Вы знаете, что возможно... ?

 Подписаться на rss рассылку Читать нас через RSS

 Читать нас на Твиттер Читать нас на Твиттер

 Наши новости на e-mail Получать наши новости на e-mail

 Напечатать текущую статью Напечатать текущую статью


Реклама
По вопросам размещения рекламы


Интересно



 

Количество подписчиков на RSS
Загрузка страницы: 0.02 секунды