Дизајн на водени тркала за хидроенергетски проект

Дизајн на водени тркала за хидроенергија
Икона за хидроенергија Хидро енергијата е технологија што ја претвора кинетичката енергија на водата што се движи во механичка или електрична енергија, а еден од најраните уреди што се користел за претворање на енергијата на водата што се движи во употреблива работа е Waterwheel Design.
Дизајнот на водените тркала еволуираше со текот на времето со некои водени тркала ориентирани вертикално, некои хоризонтално и некои со елаборирани макари и запчаници прикачени, но сите тие се дизајнирани да ја вршат истата функција и тоа е, исто така, „го претвораат линеарното движење на водата што се движи во ротационо движење кое може да се користи за да се придвижи било која машина поврзана со неа преку ротирачко вратило“.

Типичен дизајн на водени тркала
Раниот дизајн на Waterwheel беа прилично примитивни и едноставни машини составени од вертикално дрвено тркало со дрвени сечила или корпи фиксирани подеднакво околу нивниот обем, сите потпрени на хоризонтална осовина со силата на водата што тече под него, туркајќи го тркалото во тангенцијална насока на сечилата. .
Овие вертикални водни тркала беа многу супериорни во однос на претходниот дизајн на хоризонтални водени тркала од античките Грци и Египќани, бидејќи тие можеа поефикасно да функционираат преведувајќи го импулсот на водата што се движи во моќ.Макари и запчаник потоа беа прикачени на водното тркало што овозможи промена на насоката на ротирачкото вратило од хоризонтална во вертикална со цел да се работи со воденички камења, пила дрво, дробење руда, печат и сечење итн.

Видови дизајн на водени тркала
Повеќето водни тркала познати и како Воденици или едноставно Водни тркала, се вертикално монтирани тркала кои ротираат околу хоризонтална оска, а овие типови на водни тркала се класифицирани според начинот на кој водата се нанесува на тркалото, во однос на оската на тркалото.Како што може да очекувате, водните тркала се релативно големи машини кои ротираат со мали аголни брзини и имаат мала ефикасност, поради загубите од триење и нецелосното полнење на корпите итн.
Дејството на водата што ги турка корпите или лопатките на тркалата развива вртежен момент на оската, но со насочување на водата кон овие лопатки и корпи од различни позиции на тркалото, брзината на ротација и нејзината ефикасност може да се подобри.Двата најчести типови на дизајнирање на водени тркала се „подбиеното водено тркало“ и „прегазеното водно тркало“.

Дизајн на водени тркала Undershot
Undershot Water Wheel Design, исто така познат како „тркало за поток“ беше најчесто користениот тип на водени тркала дизајнирани од античките Грци и Римјани бидејќи е наједноставниот, најевтиниот и најлесниот тип на тркала за конструкција.
Во овој тип на дизајн на водени тркала, тркалото едноставно се става директно во река што тече брзо и се потпира одозгора.Движењето на водата долу создава дејство на туркање врз потопените лопатки на долниот дел од тркалото што му овозможува да ротира само во една насока во однос на насоката на протокот на водата.
Овој тип на дизајн на водени тркала обично се користи во рамни области без природен наклон на земјиштето или каде што протокот на вода се движи доволно брзо.Во споредба со другите дизајни на водени тркала, овој тип на дизајн е многу неефикасен, при што дури 20% од потенцијалната енергија на водата се користи за реално ротирање на тркалото.Исто така, енергијата на водата се користи само еднаш за ротирање на тркалото, по што тече заедно со остатокот од водата.
Друг недостаток на водното тркало е тоа што бара големи количества вода што се движат со брзина.Затоа, водните тркала обично се наоѓаат на бреговите на реките бидејќи помалите потоци или потоци немаат доволно потенцијална енергија во водата што се движи.
Еден од начините за малку да се подобри ефикасноста на водопадното тркало е да се пренасочи процент од водата во реката по тесен канал или канал, така што 100% од пренасочената вода се користи за ротирање на тркалото.За да се постигне ова, тркалцето на долниот дел треба да биде тесно и прецизно да се вклопи во каналот за да се спречи водата да бега околу страните или со зголемување на бројот или големината на лопатките.

Дизајн на водени тркала за превртување
Дизајнот на водени тркала Overshot е најчестиот тип на дизајн на водени тркала.Водното тркало е покомплицирано во својата конструкција и дизајн од претходното водно тркало бидејќи користи кофи или мали прегради и за да ја фати и држи водата.
Овие кофи се полнат со вода што тече на врвот на тркалото.Гравитациската тежина на водата во полните корпи предизвикува тркалото да се ротира околу својата централна оска бидејќи празните корпи од другата страна на тркалото стануваат полесни.
Овој тип на водени тркала ја користи гравитацијата за да го подобри излезот, како и самата вода, така што водените тркала се многу поефикасни од дизајните на подножјето, бидејќи речиси целата вода и нејзината тежина се користат за производство на излезна моќност.Меѓутоа, како и досега, енергијата на водата се користи само еднаш за ротирање на тркалото, по што тече заедно со остатокот од водата.
Водните тркала се суспендирани над река или поток и обично се изградени на страните на ридовите што обезбедуваат снабдување со вода одозгора со ниска глава (вертикалното растојание помеѓу водата на врвот и реката или потокот долу) помеѓу 5 до -20 метри.Може да се изгради мала брана или брана и да се користи за да се канализира и да се зголеми брзината на водата до врвот на тркалото, давајќи и повеќе енергија, но волуменот на водата, а не неговата брзина, помага да се ротира тркалото.

Општо земено, водните тркала се изградени колку што е можно поголеми за да дадат најголемо можно растојание на главата за гравитационата тежина на водата да го ротира тркалото.Сепак, водните тркала со голем дијаметар се покомплицирани и поскапи за изградба поради тежината на тркалото и водата.
Кога поединечните кофи се полнат со вода, гравитациската тежина на водата предизвикува тркалото да се ротира во насока на протокот на вода.Како што аголот на вртење се приближува до дното на тркалото, водата во корпата се испушта во реката или потокот подолу, но тежината на корпите што се вртат зад него предизвикува тркалото да продолжи со својата ротациона брзина.Празната корпа продолжува околу ротирачкото тркало додека не се врати на врвот повторно подготвена да се наполни со повеќе вода и циклусот се повторува.Една од недостатоците на дизајнот на водното тркало е тоа што водата се користи само еднаш додека тече преку тркалото.

Дизајн на Pitchback Waterwheel
Дизајнот на Pitchback Water Wheel е варијација на претходното водно тркало за надминување бидејќи исто така ја користи гравитациската тежина на водата за да помогне во ротирањето на тркалото, но исто така го користи протокот на отпадната вода под него за да даде дополнителен притисок.Овој тип на дизајн на водени тркала користи систем за напојување со ниски глави кој обезбедува вода блиску до врвот на тркалото од коритото горе.
За разлика од воденото тркало кое ја канализирало водата директно преку тркалото предизвикувајќи го да се ротира во правец на протокот на водата, водното тркало ја храни водата вертикално надолу преку инка и во корпата подолу, предизвикувајќи тркалото да се ротира во спротивна насока. насока кон протокот на водата над.
Исто како и претходното водено тркало, гравитациската тежина на водата во корпите предизвикува тркалото да се ротира, но во насока спротивно од стрелките на часовникот.Како што аголот на ротација се приближува до дното на тркалото, водата заробена во корпите се испушта долу.Бидејќи празната корпа е прикачена на тркалото, таа продолжува да се врти со тркалото како порано додека не се врати на врвот повторно подготвена да се наполни со повеќе вода и циклусот се повторува.
Разликата овој пат е во тоа што отпадната вода испразнета од ротирачката корпа тече далеку во правец на ротирачкото тркало (бидејќи нема каде да оди), слично на главнината на водното тркало.Така, главната предност на водното тркало е што ја користи енергијата на водата двапати, еднаш одозгора и еднаш одоздола за да го ротира тркалото околу неговата централна оска.
Резултатот е дека ефикасноста на дизајнот на водното тркало е значително зголемена на преку 80% од енергијата на водата бидејќи е поттикната и од гравитационата тежина на влезната вода и од силата или притисокот на водата насочена во корпите одозгора, како како и протокот на отпадната вода под туркање на корпите.Недостатокот на водното тркало е тоа што му треба малку покомплексен аранжман за водоснабдување директно над тркалото со канали и отвори.

Дизајнот на водно тркало Breastshot
Дизајнот Breastshot Water Wheel е уште еден вертикално монтиран дизајн на водени тркала каде што водата влегува во корпите околу половина нагоре во висина на оската, или веднаш над неа, а потоа истекува на дното во насока на ротација на тркалата.Општо земено, водното тркало на градите се користи во ситуации кога главата на водата не е доволна за да се напојува прескокнувањето или дизајнот на водното тркало одозгора.
Недостатокот овде е што гравитациската тежина на водата се користи само за околу една четвртина од ротацијата за разлика од претходно што беше за половина од ротацијата.За да се надмине оваа мала висина на главата, корпите на водните тркала се направени пошироки за да се извлече потребната количина на потенцијална енергија од водата.
Водните тркала користат приближно иста гравитациска тежина на водата за да го ротираат тркалото, но бидејќи висината на главата на водата е околу половина од онаа на типичното водно тркало, корпите се многу пошироки од претходните дизајни на водните тркала за да се зголеми волуменот на водата. фатени во кофите.Недостаток на овој тип дизајн е зголемувањето на ширината и тежината на водата што ја носи секоја кофа.Како и кај дизајнот на стрмнина, тркалото за гради ја користи енергијата на водата двапати, бидејќи воденото тркало е дизајнирано да седи во водата, дозволувајќи им на отпадната вода да помогне во ротацијата на тркалото додека тече низ потокот.

Создавајте електрична енергија со помош на водено тркало
Историски, водените тркала се користеле за мелење брашно, житарки и други такви механички задачи.Но, водените тркала може да се користат и за производство на електрична енергија, наречена хидроенергетски систем.Со поврзување на електричен генератор со ротирачкото вратило на водните тркала, директно или индиректно користејќи погонски ремени и макари, водените тркала може да се користат за постојано производство на енергија 24 часа на ден, за разлика од сончевата енергија.Ако водното тркало е правилно дизајнирано, мал или „микро“ хидроелектричен систем може да произведе доволно електрична енергија за да го напојува осветлувањето и/или електричните апарати во просечен дом.
Побарајте генератори на тркала за вода дизајнирани да го произведуваат својот оптимален излез при релативно мали брзини.За мали проекти, мал DC мотор може да се користи како генератор со мала брзина или автомобилски алтернатор, но тие се дизајнирани да работат со многу поголеми брзини, така што може да биде потребна некаква форма на запчаник.Генераторот на турбина на ветер прави идеален генератор на водни тркала бидејќи е дизајниран за работа со мала брзина и голема излезна моќ.
Ако во близина на вашиот дом или градина има прилично брзо тече река или поток што можете да ги користите, тогаш хидроенергетскиот систем од мал обем може да биде подобра алтернатива за другите форми на обновливи извори на енергија како што се „Ветерна енергија“ или „Сончева енергија“. “ бидејќи има многу помалку визуелно влијание.Исто како и енергијата на ветерот и сончевата енергија, со генераторски систем дизајниран со мали тркала поврзани со мрежа, поврзан со локалната комунална мрежа, секоја електрична енергија што ја произведувате, но не ја користите, може да се продаде назад на електричната компанија.
Во следното упатство за хидроенергијата, ќе ги разгледаме различните видови на турбини што би можеле да ги прикачиме на нашиот дизајн на водени тркала за производство на хидроенергија.За повеќе информации за Waterwheel Design и како да генерирате сопствена електрична енергија користејќи ја моќта на водата, или да добиете повеќе информации за хидроенергија за различните достапни дизајни на водни тркала, или да ги истражите предностите и недостатоците на хидроенергијата, потоа кликнете овде за да нарачате копија од Amazon денес за принципите и конструкцијата на водни тркала кои можат да се користат за производство на електрична енергија.