წყლის ბორბლის დიზაინი ჰიდროენერგეტიკული პროექტისთვის

წყლის ბორბლის დიზაინი ჰიდრო ენერგიისთვის
hydro Energy iconHydro Energy არის ტექნოლოგია, რომელიც გარდაქმნის მოძრავი წყლის კინეტიკურ ენერგიას მექანიკურ ან ელექტრულ ენერგიად და ერთ-ერთი ყველაზე ადრეული მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენებოდა მოძრავი წყლის ენერგიის გამოსაყენებელ სამუშაოდ გადაქცევისთვის, იყო Waterwheel Design.
წყლის ბორბლის დიზაინი დროთა განმავლობაში განვითარდა ზოგიერთი წყლის ბორბალით, რომლებიც ორიენტირებულია ვერტიკალურად, ზოგი ჰორიზონტალურად, ზოგიც დახვეწილი ბორბლებითა და მექანიზმებით დამაგრებული, მაგრამ ისინი ყველა შექმნილია ერთი და იგივე ფუნქციის შესასრულებლად და ეს ასევე არის „მოძრავი წყლის წრფივი მოძრაობის გარდაქმნა მბრუნავი მოძრაობა, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას მასზე მბრუნავი ლილვის მეშვეობით დაკავშირებული ნებისმიერი ტექნიკის გადასაადგილებლად“.

წყლის ბორბლის ტიპიური დიზაინი
ადრეული Waterwheel Design იყო საკმაოდ პრიმიტიული და მარტივი მანქანები, რომლებიც შედგებოდა ვერტიკალური ხის ბორბლისგან, ხის პირებით ან თაიგულებით, რომლებიც თანაბრად იყო დამაგრებული მათი გარშემოწერილობის გარშემო, ყველა ეყრდნობოდა ჰორიზონტალურ ლილვს, რომლის ქვეშ მიედინება წყალი, რომელიც უბიძგებს ბორბალს ტანგენციალური მიმართულებით პირებთან. .
ეს ვერტიკალური წყლის ბორბლები ბევრად აღემატებოდა ძველი ბერძნებისა და ეგვიპტელების ადრინდელ ჰორიზონტალურ წყალბორბლის დიზაინს, რადგან მათ შეეძლოთ უფრო ეფექტურად ემოქმედათ მოძრავი წყლის იმპულსის ძალაში გადაყვანაში.საბურავები და გადაცემათა კოლოფი დამაგრებული იყო წყლის ბორბალზე, რამაც საშუალება მისცა მბრუნავი ლილვის მიმართულების შეცვლას ჰორიზონტალურიდან ვერტიკალურში, რათა ემუშავა წისქვილის ქვებს, ხის სასხლეტის, მადნის დამსხვრევას, ჭედურობას და ჭრას და ა.შ.

წყლის ბორბლების დიზაინის სახეები
წყლის ბორბლების უმეტესობა ასევე ცნობილია როგორც წყლის წისქვილები ან უბრალოდ წყლის ბორბლები, არის ვერტიკალურად დამონტაჟებული ბორბლები, რომლებიც ბრუნავს ჰორიზონტალურ ღერძზე, და ამ ტიპის წყლის ბორბლები კლასიფიცირდება იმ გზით, რომლითაც წყალი გამოიყენება ბორბალზე, ბორბლის ღერძთან შედარებით.როგორც მოგეხსენებათ, წყლის ბორბლები შედარებით დიდი მანქანებია, რომლებიც ბრუნავენ დაბალი კუთხური სიჩქარით და აქვთ დაბალი ეფექტურობა, ხახუნის შედეგად დანაკარგების და თაიგულების არასრული შევსების გამო და ა.შ.
წყლის მოქმედება, რომელიც უბიძგებს ბორბლების თაიგულებს ან ბალიშებს, ავითარებს ბრუნვას ღერძზე, მაგრამ წყლის ამ ბალიშებსა და თაიგულებზე საჭეზე სხვადასხვა პოზიციიდან მიმართვით, შეიძლება გაუმჯობესდეს ბრუნვის სიჩქარე და მისი ეფექტურობა.წყლის ბორბლის დიზაინის ორი ყველაზე გავრცელებული ტიპია "ქვედამოკიდებული წყლის ბორბალი" და "გადასული წყლის ბორბალი".

Undershot წყლის ბორბლის დიზაინი
Undershot Water Wheel Design, ასევე ცნობილი როგორც "ნაკადის ბორბალი" იყო ყველაზე ხშირად გამოყენებული ტიპის წყლის ბორბალი, რომელიც შექმნილია ძველი ბერძნებისა და რომაელების მიერ, რადგან ეს არის უმარტივესი, იაფი და მარტივი ტიპის ბორბალი.
ამ ტიპის წყლის ბორბლის დიზაინში, ბორბალი უბრალოდ მოთავსებულია პირდაპირ მდინარეში, რომელიც მიედინება ზემოდან.წყლის მოძრაობა ქვევით ქმნის ბიძგს ბორბლის ქვედა ნაწილზე ჩაძირულ ბალიშებზე, რაც საშუალებას აძლევს მას ბრუნოს ერთი მიმართულებით მხოლოდ წყლის დინების მიმართულების მიმართ.
ამ ტიპის წყლის ბორბლის დიზაინი ჩვეულებრივ გამოიყენება ბრტყელ ადგილებში, მიწის ბუნებრივი დახრილობის გარეშე ან სადაც წყლის ნაკადი საკმაოდ სწრაფად მოძრაობს.წყლის ბორბლების სხვა დიზაინებთან შედარებით, ამ ტიპის დიზაინი ძალიან არაეფექტურია, რადგან წყლის პოტენციური ენერგიის სულ მცირე 20% გამოიყენება ბორბლის რეალურად ბრუნვისთვის.ასევე წყლის ენერგია გამოიყენება მხოლოდ ერთხელ ბორბლის დასატრიალებლად, რის შემდეგაც იგი მიედინება დანარჩენ წყალთან ერთად.
წყალქვეშა ბორბლის კიდევ ერთი მინუსი არის ის, რომ მას სჭირდება დიდი რაოდენობით წყალი სიჩქარით მოძრავი.მაშასადამე, წყალქვეშა ბორბლები, როგორც წესი, განლაგებულია მდინარის ნაპირებზე, რადგან პატარა ნაკადულებს ან ნაკადულებს არ გააჩნიათ საკმარისი პოტენციური ენერგია მოძრავ წყალში.
დაქვეითებული წყლის ბორბლის ეფექტურობის ოდნავ გაუმჯობესების ერთ-ერთი გზაა მდინარის წყლის ნაწილის გადამისამართება ვიწრო არხის ან სადინარის გასწვრივ ისე, რომ გადამისამართებული წყლის 100% გამოყენებული იყოს ბორბლის როტაციისთვის.ამ მიზნის მისაღწევად, ქვედა ბორბალი უნდა იყოს ვიწრო და ძალიან ზუსტად მოერგოს არხს, რათა თავიდან აიცილოს წყალი გვერდებიდან გაჟონვისგან ან ბალიშების რაოდენობის ან ზომის გაზრდის გზით.

Overshot Waterwheel დიზაინი
Overshot Water Wheel Design არის წყლის ბორბლის დიზაინის ყველაზე გავრცელებული ტიპი.გადახურული წყლის ბორბალი უფრო რთულია თავისი კონსტრუქციითა და დიზაინით, ვიდრე წინა წყალქვეშა ბორბალი, რადგან ის იყენებს თაიგულებს ან პატარა კუპეებს წყლის დასაჭერად და შესანარჩუნებლად.
ეს თაიგულები ივსება წყლით, რომელიც მიედინება ბორბლის ზედა ნაწილში.სრულ თაიგულებში წყლის გრავიტაციული წონა იწვევს ბორბლის ბრუნვას მისი ცენტრალური ღერძის გარშემო, რადგან ბორბლის მეორე მხარეს ცარიელი თაიგულები მსუბუქდება.
ამ ტიპის წყლის ბორბალი იყენებს გრავიტაციას გამომუშავების გასაუმჯობესებლად, ისევე როგორც თავად წყლის გასაუმჯობესებლად, ამდენად, გადაჭარბებული წყლის ბორბლები ბევრად უფრო ეფექტურია, ვიდრე ქვესკნელები, რადგან თითქმის მთელი წყალი და მისი წონა გამოიყენება გამომავალი სიმძლავრის შესაქმნელად.თუმცა, როგორც ადრე, წყლის ენერგია გამოიყენება მხოლოდ ერთხელ ბორბლის დასაბრუნებლად, რის შემდეგაც იგი მიედინება დანარჩენ წყალთან ერთად.
გადახურული წყლის ბორბლები შეჩერებულია მდინარის ან ნაკადის ზემოთ და, როგორც წესი, აგებულია ბორცვების გვერდებზე, რომლებიც უზრუნველყოფენ წყალმომარაგებას ზემოდან დაბალი თავებით (ვერტიკალური მანძილი ზედა წყალსა და მდინარეს ან ნაკადს შორის) 5-დან. -20 მეტრი.პატარა კაშხალი ან კაშხალი შეიძლება აშენდეს და გამოიყენოს როგორც ბორბლის ზევით წყლის გასატარებლად, ასევე წყლის სიჩქარის გაზრდის მიზნით, რაც მას მეტ ენერგიას აძლევს, მაგრამ ეს არის წყლის მოცულობა და არა მისი სიჩქარე, რაც ხელს უწყობს ბორბლის ბრუნვას.

ზოგადად, გადახურული წყლის ბორბლები აგებულია რაც შეიძლება დიდი, რათა წყლის გრავიტაციული წონის მაქსიმალური მანძილი მისცეს ბორბალს როტაციისთვის.თუმცა, დიდი დიამეტრის წყლის ბორბლების აგება უფრო რთული და ძვირია ბორბლისა და წყლის წონის გამო.
როდესაც ცალკეული თაიგულები წყლით ივსება, წყლის გრავიტაციული წონა იწვევს ბორბლის ბრუნვას წყლის დინების მიმართულებით.როდესაც ბრუნის კუთხე უახლოვდება ბორბლის ძირს, ვედროში წყალი ჩაედინება მდინარეში ან ქვემო ნაკადულში, მაგრამ მის უკან მოძრავი თაიგულების წონა იწვევს ბორბალს ბრუნვის სიჩქარის გაგრძელებას.ცარიელი ვედრო გრძელდება მბრუნავი ბორბლის ირგვლივ მანამ, სანამ ის კვლავ ზევით არ აიწევს, მზად არის მეტი წყლით შევსება და ციკლი მეორდება.გადახურული წყლის ბორბლის დიზაინის ერთ-ერთი მინუსი არის ის, რომ წყალი გამოიყენება მხოლოდ ერთხელ, როდესაც ის მიედინება საჭეზე.

Pitchback Waterwheel დიზაინი
Pitchback Water Wheel Design არის ვარიაცია წინა გადახურული წყლის ბორბალზე, რადგან ის ასევე იყენებს წყლის გრავიტაციულ წონას ბორბლის ბრუნვის დასახმარებლად, მაგრამ ასევე იყენებს მის ქვემოთ ჩამდინარე წყლების ნაკადს დამატებითი ბიძგის მისაცემად.ამ ტიპის წყლის ბორბლის დიზაინი იყენებს დაბალი თავების მიწოდების სისტემას, რომელიც უზრუნველყოფს წყალს ბორბლის ზედა ნაწილთან ახლოს ზემოდან.
გადახურული წყლის ბორბლისგან განსხვავებით, რომელიც წყალს პირდაპირ ბორბალზე ატარებდა, რის გამოც იგი ბრუნავს წყლის დინების მიმართულებით, წყლის ბორბალი აწვდის წყალს ვერტიკალურად ქვევით ძაბრის მეშვეობით და ქვემოთ თაიგულში, რის შედეგადაც ბორბალი ბრუნავს საპირისპიროდ. მიმართულება წყლის დინების ზემოთ.
ისევე, როგორც წინა გადახურული წყლის ბორბალი, წყლის გრავიტაციული წონა თაიგულებში იწვევს ბორბლის ბრუნვას, მაგრამ საათის ისრის საწინააღმდეგო მიმართულებით.როდესაც ბრუნვის კუთხე უახლოვდება ბორბლის ქვედა ნაწილს, თაიგულების შიგნით ჩარჩენილი წყალი ცარიელდება ქვემოთ.როდესაც ცარიელი ვედრო ბორბალზეა მიმაგრებული, ის აგრძელებს ბრუნვას ბორბალთან ერთად, როგორც ადრე, სანამ ისევ ზევით აბრუნდება მეტი წყლით შესავსებად და ციკლი მეორდება.
ამჯერად განსხვავება ისაა, რომ მბრუნავი ვედროდან დაცლილი ნარჩენი წყალი მიედინება მბრუნავი ბორბლის მიმართულებით (რადგან მას სხვაგან წასასვლელი არსად აქვს), ისევე როგორც წყალქვეშა ბორბლის ძირითადი.ამრიგად, პიჩბეკის წყლის ბორბლის მთავარი უპირატესობა ის არის, რომ იგი იყენებს წყლის ენერგიას ორჯერ, ერთხელ ზემოდან და ერთხელ ქვემოდან ბორბლის ბრუნვისთვის ცენტრალური ღერძის გარშემო.
შედეგი არის ის, რომ წყლის ბორბლის დიზაინის ეფექტურობა მნიშვნელოვნად იზრდება წყლის ენერგიის 80%-ზე მეტამდე, რადგან ის განპირობებულია როგორც შემომავალი წყლის გრავიტაციული წონით, ასევე წყლის ძალით ან წნევით, რომელიც მიმართულია თაიგულებში ზემოდან. ასევე ჩამდინარე წყლების ნაკადი ქვემოთ, რომელიც უბიძგებს თაიგულებს.თუმცა, პიჩბეკის წყლის ბორბლის მინუსი არის ის, რომ მას სჭირდება ოდნავ უფრო რთული წყალმომარაგების მოწყობა პირდაპირ ბორბალზე, ჭურჭლითა და საყრდენებით.

Breastshot Waterwheel დიზაინი
Breastshot Water Wheel Design არის კიდევ ერთი ვერტიკალურად დამონტაჟებული წყლის ბორბლის დიზაინი, სადაც წყალი შედის თაიგულებში ღერძის სიმაღლეზე, ან მის ზემოთ, და შემდეგ მიედინება ქვემოდან ბორბლების ბრუნვის მიმართულებით.როგორც წესი, მკერდის წყლის ბორბალი გამოიყენება ისეთ სიტუაციებში, როდესაც წყლის თავი არასაკმარისია ზემოდან ზემოდან ან პიჩბექ წყლის ბორბლის დიზაინის გასაძლიერებლად.
მინუსი აქ არის ის, რომ წყლის გრავიტაციული წონა გამოიყენება მხოლოდ ბრუნვის დაახლოებით ერთი მეოთხედისთვის, წინაგან განსხვავებით, რომელიც იყო ბრუნვის ნახევარი.ამ დაბალი თავის სიმაღლის დასაძლევად, წყლის ბორბლების თაიგულები უფრო ფართოა, რათა გამოიტანოს საჭირო რაოდენობის პოტენციური ენერგია წყლიდან.
სარძევე ბორბლები იყენებენ წყლის დაახლოებით ერთსა და იმავე გრავიტაციულ წონას ბორბლის დასაბრუნებლად, მაგრამ რადგან წყლის სიმაღლე დაახლოებით ნახევარია, ვიდრე ჩვეულებრივი გადახურული წყლის ბორბალი, თაიგულები ბევრად უფრო ფართოა, ვიდრე წინა წყლის ბორბლების დიზაინი, რათა გაზარდოს წყლის მოცულობა. თაიგულებში დაიჭირეს.ამ ტიპის დიზაინის მინუსი არის თითოეული თაიგულის მიერ გადატანილი წყლის სიგანისა და წონის ზრდა.როგორც პიჩბეკის დიზაინის შემთხვევაში, მკერდის ბორბალი ორჯერ იყენებს წყლის ენერგიას, რადგან წყლის ბორბალი შექმნილია წყალში დასაჯდომად, რაც საშუალებას აძლევს ნარჩენ წყალს დაეხმაროს ბორბლის ბრუნვაში, როდესაც ის მიედინება ნაკადის ქვემოთ.

ელექტროენერგიის გამომუშავება წყლის ბორბლის გამოყენებით
ისტორიულად წყლის ბორბლები გამოიყენებოდა ფქვილის, მარცვლეულის და სხვა მსგავსი მექანიკური ამოცანებისთვის.მაგრამ წყლის ბორბლები ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიის წარმოებისთვის, რომელსაც ეწოდება ჰიდროენერგეტიკული სისტემა.ელექტრული გენერატორის მიერთებით წყლის ბორბლების მბრუნავ ლილვთან, უშუალოდ ან ირიბად ამძრავის ქამრებისა და საბურავის გამოყენებით, წყლის ბორბლები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიის უწყვეტად გამომუშავებისთვის დღეში 24 საათის განმავლობაში, მზის ენერგიისგან განსხვავებით.თუ წყლის ბორბალი სწორად არის დაპროექტებული, პატარა ან „მიკრო“ ჰიდროელექტრო სისტემას შეუძლია გამოიმუშაოს საკმარისი ელექტროენერგია საშუალო სახლის განათებისთვის და/ან ელექტრო მოწყობილობებისთვის.
მოძებნეთ წყლის ბორბლის გენერატორები, რომლებიც შექმნილია მისი ოპტიმალური გამომუშავებისთვის შედარებით დაბალი სიჩქარით.მცირე პროექტებისთვის, პატარა DC ძრავა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დაბალი სიჩქარის გენერატორი ან საავტომობილო გენერატორი, მაგრამ ისინი შექმნილია გაცილებით მაღალი სიჩქარით მუშაობისთვის, ამიტომ შესაძლოა საჭირო გახდეს გადაცემათა გარკვეული ფორმა.ქარის ტურბინის გენერატორი ქმნის იდეალურ წყალბორბლის გენერატორს, რადგან ის განკუთვნილია დაბალი სიჩქარით, მაღალი სიმძლავრის მუშაობისთვის.
თუ თქვენს სახლთან ან ბაღთან საკმაოდ სწრაფად მიედინება მდინარე ან ნაკადი, რომელიც შეგიძლიათ გამოიყენოთ, მაშინ მცირე მასშტაბის ჰიდროენერგეტიკული სისტემა შეიძლება იყოს უკეთესი ალტერნატივა განახლებადი ენერგიის სხვა ფორმებისთვის, როგორიცაა „ქარის ენერგია“ ან „მზის ენერგია“. ”რადგან მას გაცილებით ნაკლები ვიზუალური გავლენა აქვს.ასევე ქარისა და მზის ენერგიის მსგავსად, ქსელთან დაკავშირებული მცირე ზომის წყლის ბორბლით შექმნილი გენერირების სისტემით, რომელიც დაკავშირებულია ადგილობრივ კომუნალურ ქსელთან, ნებისმიერი ელექტროენერგია, რომელსაც გამოიმუშავებთ, მაგრამ არ იყენებთ, შეიძლება დაუბრუნდეს ელექტროენერგიის კომპანიას.
ჰიდროენერგეტიკის შესახებ მომდევნო გაკვეთილში ჩვენ განვიხილავთ სხვადასხვა ტიპის ტურბინებს, რომლებიც შეიძლება მივამაგროთ ჰიდროელექტროენერგიის წარმოებისთვის ჩვენი წყლის ბორბლის დიზაინს.დამატებითი ინფორმაციისთვის Waterwheel Design-ის შესახებ და თუ როგორ გამოიმუშავოთ თქვენი საკუთარი ელექტროენერგია წყლის ენერგიის გამოყენებით, ან მიიღოთ მეტი ჰიდროენერგეტიკული ინფორმაცია წყლის ბორბლების სხვადასხვა დიზაინის შესახებ, ან შეისწავლოთ ჰიდროენერგეტიკის დადებითი და უარყოფითი მხარეები, შემდეგ დააწკაპუნეთ აქ, რომ შეუკვეთოთ თქვენი ასლი დღეს ამაზონისგან წყლის ბორბლების პრინციპებისა და კონსტრუქციის შესახებ, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროენერგიის გამომუშავებისთვის.