Disenyo sa Waterwheel para sa Hydro Energy
icon sa hydro energyAng hydro energy usa ka teknolohiya nga nag-convert sa kinetic energy sa naglihok nga tubig ngadto sa mekanikal o elektrikal nga enerhiya, ug usa sa mga pinakaunang aparato nga gigamit sa pag-convert sa enerhiya sa naglihok nga tubig ngadto sa magamit nga trabaho mao ang Waterwheel Design.
Ang disenyo sa water wheel nausab sa paglabay sa panahon diin ang ubang water wheel gi-orient nga patindog, ang uban pinahigda ug ang uban adunay detalyado nga mga pulley ug gear nga gilakip, apan silang tanan gidisenyo aron buhaton ang parehas nga gimbuhaton ug kana usab, "pag-convert sa linear motion sa naglihok nga tubig ngadto sa usa ka rotary motion nga magamit sa pagpadagan sa bisan unsang makinarya nga konektado niini pinaagi sa usa ka rotating shaft".
Kasagarang Disenyo sa Ligid sa Tubig
Ang Sayong Disenyo sa Waterwheel medyo karaan ug yano nga mga makina nga gilangkoban sa usa ka bertikal nga kahoy nga ligid nga adunay mga sulab nga kahoy o mga balde nga parehas nga gibutang sa palibot sa ilang sirkumperensiya, tanan gisuportahan sa usa ka pinahigda nga baras diin ang kusog sa tubig nga nagaagos sa ilawom niini nagduso sa ligid sa usa ka tangential nga direksyon batok sa mga sulab.
Kining mga bertikal nga ligid sa tubig mas maayo kay sa naunang disenyo sa pinahigda nga ligid sa tubig sa karaang mga Griyego ug mga Ehiptohanon, tungod kay kini makalihok nga mas episyente sa paghubad sa momentum sa naglihok nga tubig ngadto sa kusog. Ang mga pulley ug gearing gilakip dayon sa ligid sa tubig nga nagtugot sa pag-usab sa direksyon sa nagtuyok nga shaft gikan sa pinahigda ngadto sa bertikal aron magamit sa pagpadagan sa mga galingan, paggabas og kahoy, pagdugmok sa ore, pag-stamping ug pagputol, ug uban pa.
Mga Matang sa Disenyo sa Ligid sa Tubig
Kadaghanan sa mga Waterwheel nga nailhan usab nga Watermills o yano nga Water Wheels, mga patindog nga gibutang nga mga ligid nga nagtuyok sa usa ka pinahigda nga ehe, ug kini nga mga klase sa waterwheel giklasipikar pinaagi sa paagi sa pag-agos sa tubig sa ligid, relatibo sa ehe sa ligid. Sama sa imong gilauman, ang mga waterwheel medyo dagkong mga makina nga nagtuyok sa ubos nga angular speed, ug adunay ubos nga efficiency, tungod sa mga pagkawala sa friction ug dili kompleto nga pagpuno sa mga balde, ug uban pa.
Ang aksyon sa tubig nga nagduso batok sa mga ligid sa mga balde o paddle makapalambo sa torque sa ehe apan pinaagi sa pagdirekta sa tubig niining mga paddle ug balde gikan sa lain-laing mga posisyon sa ligid, ang gikusgon sa pagtuyok ug ang kahusayan niini mapauswag. Ang duha ka labing komon nga klase sa disenyo sa waterwheel mao ang "undershot waterwheel" ug ang "overshot waterwheel".
Disenyo sa Ligid sa Tubig nga Undershot
Ang Undershot Water Wheel Design, nailhan usab nga "stream wheel" mao ang labing kasagarang gigamit nga klase sa waterwheel nga gidisenyo sa karaang mga Griyego ug Romano tungod kay kini ang pinakasimple, pinakabarato, ug pinakasayon nga klase sa ligid nga tukoron.
Sa kini nga klase sa disenyo sa waterwheel, ang ligid gibutang direkta sa usa ka kusog nga agos sa suba ug gisuportahan gikan sa ibabaw. Ang paglihok sa tubig sa ubos nagmugna og aksyon sa pagduso batok sa nalubog nga mga sagwan sa ubos nga bahin sa ligid nga nagtugot niini sa pagtuyok sa usa ka direksyon lamang kalabot sa direksyon sa agos sa tubig.
Kini nga matang sa disenyo sa waterwheel kasagarang gigamit sa patag nga mga lugar nga walay natural nga bakilid sa yuta o diin ang agos sa tubig igo nga kusog. Kon itandi sa ubang mga disenyo sa waterwheel, kini nga matang sa disenyo dili kaayo episyente, nga adunay gamay ra nga 20% sa potensyal nga enerhiya sa tubig ang gigamit aron aktuwal nga patuyok ang ligid. Usab ang enerhiya sa tubig gigamit ra kausa aron patuyok ang ligid, pagkahuman kini moagos palayo uban sa nahabilin nga tubig.
Laing disbentaha sa undershot water wheel mao nga kini nagkinahanglan og daghang tubig nga kusog nga naglihok. Busa, ang undershot waterwheels kasagarang nahimutang sa daplin sa mga suba tungod kay ang gagmay nga mga sapa o sapa walay igong potensyal nga enerhiya sa nagalihok nga tubig.
Usa ka paagi aron mapaayo gamay ang kahusayan sa usa ka undershot waterwheel mao ang pag-divert sa usa ka porsyento gikan sa tubig sa suba subay sa usa ka pig-ot nga kanal o duct aron ang 100% sa gi-divert nga tubig magamit sa pagtuyok sa ligid. Aron makab-ot kini, ang undershot wheel kinahanglan nga pig-ot ug mohaom pag-ayo sulod sa kanal aron mapugngan ang tubig nga mogawas sa mga kilid o pinaagi sa pagdugang sa gidaghanon o gidak-on sa mga paddle.
Disenyo sa Ligid sa Tubig nga Overshot
Ang Disenyo sa Overshot Water Wheel mao ang labing komon nga klase sa disenyo sa waterwheel. Ang overshot waterwheel mas komplikado sa pagkagama ug disenyo niini kaysa sa miaging undershot waterwheel tungod kay kini naggamit og mga balde o gagmay nga mga kompartamento aron saloon ug kuptan ang tubig.
Kining mga balde mapuno sa tubig nga nagaagay gikan sa ibabaw sa ligid. Ang gibug-aton sa tubig sa puno nga mga balde hinungdan nga ang ligid motuyok sa palibot sa sentral nga ehe niini samtang ang walay sulod nga mga balde sa pikas nga bahin sa ligid mogaan.
Kini nga klase sa ligid sa tubig mogamit og grabidad aron mapaayo ang output ingon man ang tubig mismo, busa ang mga overshot waterwheel mas episyente kaysa sa mga undershot nga disenyo tungod kay halos tanan nga tubig ug ang gibug-aton niini gigamit sa paghimo og output power. Apan sama sa kaniadto, ang enerhiya sa tubig gigamit lang kausa aron patuyuon ang ligid, pagkahuman kini moagos palayo uban sa nahabilin nga tubig.
Ang mga overshot waterwheel gibitay ibabaw sa suba o sapa ug kasagaran gitukod sa mga kilid sa bungtod nga naghatag og suplay sa tubig gikan sa ibabaw nga adunay ubos nga head (ang bertikal nga distansya tali sa tubig sa ibabaw ug sa suba o sapa sa ubos) nga tali sa 5 ngadto sa 20 metros. Usa ka gamay nga dam o weir ang mahimong tukuron ug gamiton aron sa pag-agos ug pagpataas sa gikusgon sa tubig paingon sa ibabaw sa ligid nga makahatag niini og dugang enerhiya apan ang gidaghanon sa tubig imbes nga ang gikusgon niini ang makatabang sa pagtuyok sa ligid.
Kasagaran, ang mga overshot waterwheel gihimo nga labing dako kutob sa mahimo aron mahatagan ang pinakadako nga distansya sa ulo para sa gibug-aton sa tubig aron motuyok ang ligid. Bisan pa, ang mga dagkong diametro sa waterwheel mas komplikado ug mahal tukoron tungod sa gibug-aton sa ligid ug tubig.
Kon ang matag balde mapuno og tubig, ang gibug-aton sa tubig tungod sa grabidad maoy hinungdan nga ang ligid motuyok subay sa direksyon sa agos sa tubig. Samtang ang anggulo sa pagtuyok moduol sa ilawom sa ligid, ang tubig sa sulod sa balde moagos ngadto sa suba o sapa sa ubos, apan ang gibug-aton sa mga balde nga nagtuyok sa luyo niini maoy hinungdan nga ang ligid magpadayon sa iyang gikusgon sa pagtuyok. Ang walay sulod nga balde magpadayon sa palibot sa nagtuyok nga ligid hangtod nga kini mobalik sa ibabaw nga andam na nga mapuno og dugang tubig ug ang siklo mobalik. Usa sa mga disbentaha sa disenyo sa overshot waterwheel mao nga ang tubig magamit ra kausa samtang kini moagos ibabaw sa ligid.
Ang Disenyo sa Pitchback Waterwheel
Ang Pitchback Water Wheel Design usa ka baryasyon sa miaging overshot waterwheel kay gigamit usab niini ang gibug-aton sa tubig aron makatabang sa pagtuyok sa ligid, apan gigamit usab niini ang pag-agos sa hugaw nga tubig sa ubos niini aron makahatag og dugang nga pagduso. Kini nga matang sa disenyo sa waterwheel naggamit og low head infeed system nga naghatag sa tubig duol sa ibabaw sa ligid gikan sa usa ka pentrough sa ibabaw.
Dili sama sa overshot waterwheel nga nagpaagos sa tubig direkta ibabaw sa ligid nga hinungdan sa pagtuyok niini sa direksyon sa agos sa tubig, ang pitchback waterwheel mopaagos sa tubig nga patindog paubos pinaagi sa usa ka funnel ug ngadto sa balde sa ubos nga hinungdan sa pagtuyok sa ligid sa atbang nga direksyon sa agos sa tubig sa ibabaw.
Sama sa miaging overshot waterwheel, ang gibug-aton sa tubig sa mga balde hinungdan sa pagtuyok sa ligid apan sa direksyon nga kontra-orasan. Samtang ang anggulo sa pagtuyok nagkaduol sa ilawom sa ligid, ang tubig nga natanggong sa sulod sa mga balde mogawas sa ubos. Samtang ang walay sulod nga balde gilakip sa ligid, kini magpadayon sa pagtuyok uban sa ligid sama sa kaniadto hangtod nga kini mobalik sa ibabaw nga andam na nga mapuno sa dugang nga tubig ug ang siklo masubli.
Ang kalainan karong higayona kay ang hugaw nga tubig nga gihaw-as gikan sa nagtuyok nga balde moagos palayo sa direksyon sa nagtuyok nga ligid (kay wala na kini laing kaadtoan), susama sa prinsipal sa undershot waterwheel. Busa ang pangunang bentaha sa pitchback waterwheel mao nga kini mogamit sa enerhiya sa tubig kaduha, kausa gikan sa ibabaw ug kausa gikan sa ubos aron ituyok ang ligid libot sa sentral nga ehe niini.
Ang resulta mao nga ang kahusayan sa disenyo sa waterwheel nadugangan pag-ayo ngadto sa kapin sa 80% sa enerhiya sa tubig tungod kay kini gimaneho sa gibug-aton sa grabidad sa mosulod nga tubig ug sa puwersa o presyur sa tubig nga gipunting ngadto sa mga balde gikan sa ibabaw, ingon man sa pag-agos sa hugaw nga tubig sa ubos nga nagduso batok sa mga balde. Apan ang disbentaha sa usa ka pitchback waterwheel mao nga kini nagkinahanglan og gamay nga mas komplikado nga kahikayan sa suplay sa tubig direkta sa ibabaw sa ligid nga adunay mga chute ug pentrough.
Ang Disenyo sa Ligid sa Tubig nga Breastshot
Ang Breastshot Water Wheel Design laing disenyo sa waterwheel nga gi-vertical mount diin ang tubig mosulod sa mga balde mga tunga sa gitas-on sa ehe, o sa ibabaw lang niini, ug dayon moagos pagawas sa ubos sa direksyon sa pagtuyok sa mga ligid. Kasagaran, ang breastshot waterwheel gigamit sa mga sitwasyon diin ang tumoy sa tubig dili igo aron mapaandar ang usa ka overshot o pitchback waterwheel nga disenyo gikan sa ibabaw.
Ang disbentaha dinhi mao nga ang gibug-aton sa grabidad sa tubig gigamit lamang alang sa mga usa ka quarter sa pagtuyok dili sama kaniadto nga alang sa katunga sa pagtuyok. Aron mabuntog kini nga ubos nga gitas-on sa ulo, ang mga balde sa mga waterwheel gihimo nga mas lapad aron makuha ang gikinahanglan nga gidaghanon sa potensyal nga enerhiya gikan sa tubig.
Ang mga breastshot waterwheel mogamit ug halos parehas nga gibug-aton sa tubig aron patuyuon ang ligid apan tungod kay ang gitas-on sa tubig mga katunga ra sa kasagarang overshot waterwheel, ang mga balde mas lapad kay sa nangaging mga disenyo sa waterwheel aron madugangan ang gidaghanon sa tubig nga masal-ot sa mga balde. Ang disbentaha niini nga matang sa disenyo mao ang pagdugang sa gilapdon ug gibug-aton sa tubig nga gidala sa matag balde. Sama sa disenyo sa pitchback, ang breastshot wheel mogamit sa enerhiya sa tubig kaduha tungod kay ang waterwheel gidisenyo nga molingkod sa tubig nga magtugot sa hugaw nga tubig nga makatabang sa pagtuyok sa ligid samtang kini moagos paubos sa sapa.
Paghimo og Elektrisidad Gamit ang Waterwheel
Sa kasaysayan, ang mga water wheel gigamit sa paggaling sa harina, mga cereal, ug uban pang mekanikal nga mga buluhaton. Apan ang mga water wheel magamit usab sa pagmugna og kuryente, nga gitawag og Hydro Power system. Pinaagi sa pagkonektar sa electrical generator ngadto sa nagtuyok nga shaft sa water wheel, direkta man o dili direkta gamit ang mga drive belt ug pulley, ang mga water wheel magamit sa pagmugna og kuryente nga padayon 24 oras sa usa ka adlaw dili sama sa solar energy. Kung ang water wheel gidisenyo sa husto, ang usa ka gamay o "micro" nga hydroelectric system makahimo og igong kuryente aron mapaandar ang suga ug/o mga electrical appliances sa usa ka ordinaryong balay.
Pangitaa ang mga Water wheel Generator nga gidisenyo aron makahimo sa labing maayo nga output niini sa medyo hinay nga tulin. Alang sa gagmay nga mga proyekto, ang usa ka gamay nga DC motor mahimong magamit isip usa ka low-speed generator o usa ka automotive alternator apan kini gidisenyo aron molihok sa mas taas nga tulin busa ang pipila ka porma sa gearing mahimong gikinahanglan. Ang usa ka wind turbine generator usa ka sulundon nga waterwheel generator tungod kay kini gidisenyo alang sa ubos nga tulin, taas nga output nga operasyon.
Kon adunay kusog nga agos sa suba o sapa duol sa imong balay o tanaman nga imong magamit, nan ang gamay nga sukod sa hydro power system mahimong mas maayong alternatibo sa ubang mga porma sa renewable energy sources sama sa "Wind Energy" o "Solar Energy" tungod kay kini adunay gamay nga visual impact. Sama usab sa enerhiya sa hangin ug solar, nga adunay grid-connected small scale waterwheel designed generating system nga konektado sa lokal nga utility grid, ang bisan unsang kuryente nga imong mamugna apan wala gigamit mahimong ibaligya balik sa kompanya sa kuryente.
Sa sunod nga tutorial bahin sa Hydro Energy, atong tan-awon ang lain-laing klase sa turbine nga magamit nga mahimo natong i-attach sa atong disenyo sa waterwheel para sa hydro power generation. Para sa dugang nga impormasyon bahin sa Waterwheel Design ug unsaon pagmugna sa imong kaugalingong kuryente gamit ang gahom sa tubig, o pagkuha og dugang impormasyon bahin sa hydro energy bahin sa lain-laing disenyo sa waterwheel nga magamit, o aron masusi ang mga bentaha ug disbentaha sa hydro energy, i-klik Dinhi aron mag-order sa imong kopya gikan sa Amazon karon bahin sa mga prinsipyo ug konstruksyon sa mga waterwheel nga magamit sa pagmugna og kuryente.
Oras sa pag-post: Hunyo-25-2021
