Disinn tar-Rota tal-Ilma għal Proġett tal-Idroenerġija

Disinn tar-Rota tal-Ilma għall-Enerġija Idroelettrika
Ikona tal-enerġija idroelettrika L-enerġija idroelettrika hija teknoloġija li tikkonverti l-enerġija kinetika tal-ilma li jiċċaqlaq f'enerġija mekkanika jew elettrika, u wieħed mill-ewwel apparati użati biex jikkonvertu l-enerġija tal-ilma li jiċċaqlaq f'xogħol użabbli kien id-Disinn tar-Rota tal-Ilma.
Id-disinn tar-roti tal-ilma evolva maż-żmien b'xi roti tal-ilma orjentati vertikalment, oħrajn orizzontalment u oħrajn b'taljoli u gerijiet elaborati mwaħħlin magħhom, iżda kollha huma ddisinjati biex jagħmlu l-istess funzjoni u jiġifieri wkoll, "jikkonvertu l-moviment lineari tal-ilma li jiċċaqlaq f'moviment rotatorju li jista' jintuża biex isuq kwalunkwe biċċa makkinarju konnessa magħha permezz ta' xaft li jdur".

Disinn Tipiku tar-Rota tal-Ilma
Id-Disinn bikri tar-Roti tal-Ilma kienu magni pjuttost primittivi u sempliċi li kienu jikkonsistu minn rota tal-injam vertikali b'xfafar jew bramel tal-injam imwaħħlin ugwalment madwar iċ-ċirkonferenza tagħhom, kollha appoġġjati fuq xaft orizzontali bil-forza tal-ilma li jiċċirkola taħtha timbotta r-rota f'direzzjoni tanġenzjali kontra x-xfafar.
Dawn ir-roti tal-ilma vertikali kienu ferm superjuri għad-disinn preċedenti tar-roti tal-ilma orizzontali mill-Griegi u l-Eġizzjani tal-qedem, għax setgħu joperaw b'mod aktar effiċjenti billi jittraduċu l-momentum tal-ilma li jiċċaqlaq f'enerġija. It-taljoli u l-gerijiet imbagħad kienu mwaħħla mar-rota tal-ilma li ppermettew bidla fid-direzzjoni ta' xaft li jdur minn orizzontali għal vertikali sabiex jitħaddmu l-ġebel tat-tħin, is-serrieq tal-injam, it-tgħaffiġ tal-mineral, l-istampar u l-qtugħ eċċ.

Tipi ta' Disinn ta' Roti tal-Ilma
Il-biċċa l-kbira tar-Roti tal-Ilma magħrufa wkoll bħala Imtieħen tal-Ilma jew sempliċement Roti tal-Ilma, huma roti mmuntati vertikalment li jduru madwar fus orizzontali, u dawn it-tipi ta’ roti tal-ilma huma kklassifikati skont il-mod kif l-ilma jiġi applikat fuq ir-rota, relattiv għall-fus tar-rota. Kif tista’ tistenna, ir-roti tal-ilma huma magni relattivament kbar li jduru b’veloċitajiet angolari baxxi, u għandhom effiċjenza baxxa, minħabba telf bil-frizzjoni u l-mili mhux komplut tal-bramel, eċċ.
L-azzjoni tal-ilma li timbotta kontra l-bramel jew il-paletti tar-roti tiżviluppa torque fuq il-fus iżda billi l-ilma jiġi dirett lejn dawn il-paletti u l-bramel minn pożizzjonijiet differenti fuq ir-rota, il-veloċità tar-rotazzjoni u l-effiċjenza tagħha jistgħu jittejbu. Iż-żewġ tipi l-aktar komuni ta’ disinn ta’ roti tal-ilma huma r-“rota tal-ilma undershot” u r-“rota tal-ilma overshot”.

Disinn tar-Rota tal-Ilma Undershot
Id-Disinn tar-Rota tal-Ilma Undershot, magħruf ukoll bħala "rota tal-kurrent", kien l-aktar tip ta' rota tal-ilma użata komunement iddisinjata mill-Griegi u r-Rumani tal-qedem peress li hija l-aktar tip ta' rota sempliċi, irħisa u faċli biex tinbena.
F'dan it-tip ta' disinn ta' rota tal-ilma, ir-rota sempliċement titqiegħed direttament f'xmara li tiċċirkola malajr u tiġi appoġġjata minn fuq. Il-moviment tal-ilma taħt joħloq azzjoni ta' imbuttar kontra l-paletti mgħaddsa fil-parti t'isfel tar-rota li tippermettilha ddur f'direzzjoni waħda biss relattiva għad-direzzjoni tal-fluss tal-ilma.
Dan it-tip ta’ disinn ta’ rota tal-ilma ġeneralment jintuża f’żoni ċatti mingħajr inklinazzjoni naturali tal-art jew fejn il-fluss tal-ilma jkun mgħaġġel biżżejjed. Meta mqabbel mad-disinji l-oħra tar-roti tal-ilma, dan it-tip ta’ disinn huwa ineffiċjenti ħafna, b’inqas minn 20% tal-enerġija potenzjali tal-ilma tintuża biex fil-fatt iddawwar ir-rota. Barra minn hekk, l-enerġija tal-ilma tintuża darba biss biex iddawwar ir-rota, u wara titlaq mal-bqija tal-ilma.
Żvantaġġ ieħor tar-rota tal-ilma li titfa' taħt l-art huwa li teħtieġ kwantitajiet kbar ta' ilma li jiċċaqlaq b'veloċità. Għalhekk, ir-roti tal-ilma li jitfa' taħt l-art ġeneralment ikunu jinsabu fuq ix-xtut tax-xmajjar peress li nixxigħat jew nixxigħat iżgħar m'għandhomx biżżejjed enerġija potenzjali fl-ilma li jiċċaqlaq.
Mod wieħed kif tittejjeb ftit l-effiċjenza ta' rota tal-ilma li ma tagħmilx pressjoni huwa billi tiddevja perċentwal mill-ilma fix-xmara tul kanal jew kanal dejjaq sabiex 100% tal-ilma ddevjat jintuża biex idawwar ir-rota. Sabiex jinkiseb dan, ir-rota li ma tagħmilx pressjoni trid tkun dejqa u tidħol b'mod preċiż ħafna fil-kanal biex tevita li l-ilma joħroġ mill-ġnub jew billi jiżdied jew in-numru jew id-daqs tal-paletti.

Disinn tar-Rota tal-Ilma Overshot
Id-Disinn tar-Rota tal-Ilma Overshot huwa l-aktar tip komuni ta' disinn ta' rota tal-ilma. Ir-rota tal-ilma overshot hija aktar ikkumplikata fil-kostruzzjoni u d-disinn tagħha mir-rota tal-ilma undershot preċedenti peress li tuża bramel jew kompartimenti żgħar kemm biex taqbad kif ukoll biex iżżomm l-ilma.
Dawn il-bramel jimtlew bl-ilma li jkun ġej minn fuq ir-rota. Il-piż gravitazzjonali tal-ilma fil-bramel mimlijin iġiegħel lir-rota ddur madwar l-assi ċentrali tagħha hekk kif il-bramel vojta fuq in-naħa l-oħra tar-rota jsiru eħfef.
Dan it-tip ta’ rota tal-ilma juża l-gravità biex itejjeb il-produzzjoni kif ukoll l-ilma nnifsu, għalhekk ir-roti tal-ilma overshot huma ħafna aktar effiċjenti mid-disinji undershot peress li kważi l-ilma kollu u l-piż tiegħu qed jintużaw biex jipproduċu l-qawwa tal-ħruġ. Madankollu, bħal qabel, l-enerġija tal-ilma tintuża darba biss biex iddawwar ir-rota, u wara titlaq mal-bqija tal-ilma.
Ir-roti tal-ilma mdendlin 'il fuq minn xmara jew nixxiegħa u ġeneralment jinbnew fuq il-ġnub tal-għoljiet u jipprovdu provvista tal-ilma minn fuq b'ras baxxa (id-distanza vertikali bejn l-ilma fil-parti ta' fuq u x-xmara jew in-nixxiegħa ta' taħt) ta' bejn 5 u 20 metru. Diga żgħira jew weir tista' tinbena u tintuża kemm biex tiggwida kif ukoll biex iżżid il-veloċità tal-ilma lejn il-parti ta' fuq tar-rota u tagħtiha aktar enerġija iżda huwa l-volum tal-ilma aktar milli l-veloċità tiegħu li jgħin biex iddawwar ir-rota.

Ġeneralment, ir-roti tal-ilma overshot jinbnew kbar kemm jista' jkun biex jagħtu l-akbar distanza possibbli tar-ras għall-piż gravitazzjonali tal-ilma biex idawwar ir-rota. Madankollu, roti tal-ilma b'dijametru kbir huma aktar ikkumplikati u għaljin biex jinbnew minħabba l-piż tar-rota u l-ilma.
Meta l-bramel individwali jimtlew bl-ilma, il-piż gravitazzjonali tal-ilma jikkawża li r-rota ddur fid-direzzjoni tal-fluss tal-ilma. Hekk kif l-angolu tar-rotazzjoni joqrob lejn il-qiegħ tar-rota, l-ilma ġewwa l-barmil jitferra’ fix-xmara jew fix-xmara ta’ taħt, iżda l-piż tal-bramel li jduru warajh jikkawża li r-rota tkompli bil-veloċità rotazzjonali tagħha. Il-barmil vojt ikompli madwar ir-rota li ddur sakemm jerġa’ jitla’ fil-wiċċ lest biex jimtela b’aktar ilma u ċ-ċiklu jirrepeti ruħu. Wieħed mill-iżvantaġġi ta’ disinn ta’ rota tal-ilma overshot huwa li l-ilma jintuża darba biss hekk kif jiċċirkola fuq ir-rota.

Id-Disinn tar-Rota tal-Ilma Pitchback
Id-Disinn tar-Rota tal-Ilma Pitchback huwa varjazzjoni fuq ir-rota tal-ilma overshot preċedenti peress li tuża wkoll il-piż gravitazzjonali tal-ilma biex tgħin iddawwar ir-rota, iżda tuża wkoll il-fluss tal-ilma mormi taħtha biex tagħti spinta żejda. Dan it-tip ta' disinn tar-rota tal-ilma juża sistema ta' alimentazzjoni b'ras baxxa li tipprovdi l-ilma qrib il-parti ta' fuq tar-rota minn pentrough 'il fuq.
B'differenza mir-rota tal-ilma overshot li kienet tikkanalizza l-ilma direttament fuq ir-rota u ġġegħelha ddur fid-direzzjoni tal-fluss tal-ilma, ir-rota tal-ilma pitchback titma' l-ilma vertikalment 'l isfel minn ġo lembut u fil-barmil ta' taħt u ġġegħel lir-rota ddur fid-direzzjoni opposta għall-fluss tal-ilma ta' fuq.
Bħar-rota tal-ilma preċedenti li qabżet il-limitu, il-piż gravitazzjonali tal-ilma fil-bramel iġiegħel lir-rota ddur iżda fid-direzzjoni kontra l-arloġġ. Hekk kif l-angolu tar-rotazzjoni joqrob lejn il-qiegħ tar-rota, l-ilma maqbud ġewwa l-bramel jitbattal 'il barra. Hekk kif il-barmil vojt jitwaħħal mar-rota, ikompli jdur mar-rota bħal qabel sakemm jerġa' jitla' fil-wiċċ lest biex jimtela b'aktar ilma u ċ-ċiklu jirrepeti ruħu.
Id-differenza din id-darba hija li l-ilma mormi li jitbattal mill-barmil li jdur jiċċirkola 'l bogħod fid-direzzjoni tar-rota li ddur (peress li ma jkollux fejn imur), simili għall-prinċipju tar-rota tal-ilma undershot. Għalhekk, il-vantaġġ ewlieni tar-rota tal-ilma pitchback huwa li tuża l-enerġija tal-ilma darbtejn, darba minn fuq u darba minn taħt biex iddawwar ir-rota madwar l-assi ċentrali tagħha.
Ir-riżultat huwa li l-effiċjenza tad-disinn tar-rota tal-ilma tiżdied ħafna għal aktar minn 80% tal-enerġija tal-ilma peress li din hija mmexxija kemm mill-piż gravitazzjonali tal-ilma li jkun dieħel kif ukoll mill-forza jew il-pressjoni tal-ilma dirett fil-bramel minn fuq, kif ukoll mill-fluss tal-ilma mormi minn taħt li jimbotta kontra l-bramel. Madankollu, l-iżvantaġġ ta' rota tal-ilma pitchback huwa li teħtieġ arranġament tal-provvista tal-ilma kemxejn aktar kumpless direttament 'il fuq mir-rota b'kanali u pentroughs.

Id-Disinn tar-Rota tal-Ilma Breastshot
Id-Disinn tar-Rota tal-Ilma Breastshot huwa disinn ieħor ta' rota tal-ilma mmuntata vertikalment fejn l-ilma jidħol fil-bramel madwar nofs l-għoli tal-fus, jew eżatt 'il fuq minnu, u mbagħad joħroġ fil-qiegħ fid-direzzjoni tar-rotazzjoni tar-roti. Ġeneralment, ir-rota tal-ilma breastshot tintuża f'sitwazzjonijiet fejn il-livell tal-ilma ma jkunx biżżejjed biex iħaddem disinn ta' rota tal-ilma overshot jew pitchback minn fuq.
L-iżvantaġġ hawnhekk huwa li l-piż gravitazzjonali tal-ilma jintuża biss għal madwar kwart tar-rotazzjoni, għall-kuntrarju ta' qabel li kien jintuża għal nofs ir-rotazzjoni. Biex jingħeleb dan l-għoli baxx tar-ras, il-bramel tar-roti tal-ilma jsiru usa' biex jiġi estratt l-ammont meħtieġ ta' enerġija potenzjali mill-ilma.
Ir-roti tal-ilma breastshot jużaw madwar l-istess piż gravitazzjonali tal-ilma biex idawru r-rota iżda peress li l-għoli tar-ras tal-ilma huwa madwar nofs dak ta' rota tal-ilma overshot tipika, il-bramel huma ħafna usa' mid-disinji preċedenti tar-roti tal-ilma biex jiżdied il-volum tal-ilma maqbud fil-bramel. L-iżvantaġġ ta' dan it-tip ta' disinn huwa żieda fil-wisa' u l-piż tal-ilma li qed jinġarr minn kull barmil. Bħad-disinn pitchback, ir-rota breastshot tuża l-enerġija tal-ilma darbtejn peress li r-rota tal-ilma hija ddisinjata biex toqgħod fl-ilma u tippermetti li l-ilma mormi jgħin fir-rotazzjoni tar-rota hekk kif tiċċirkola 'l isfel max-xmara.

Iġġenera l-Elettriku Bl-Użu ta' Rota tal-Ilma
Storikament, ir-roti tal-ilma ntużaw għat-tħin tad-dqiq, ċereali u kompiti mekkaniċi oħra bħal dawn. Iżda r-roti tal-ilma jistgħu jintużaw ukoll għall-ġenerazzjoni tal-elettriku, imsejħa sistema tal-Enerġija Idroelettrika. Billi jgħaqqdu ġeneratur elettriku max-xaft li jdur tar-roti tal-ilma, jew direttament jew indirettament bl-użu ta’ ċinturini tas-sewqan u taljoli, ir-roti tal-ilma jistgħu jintużaw biex jiġġeneraw l-enerġija kontinwament 24 siegħa kuljum, għall-kuntrarju tal-enerġija solari. Jekk ir-rota tal-ilma tkun iddisinjata b’mod korrett, sistema idroelettrika żgħira jew “mikro” tista’ tipproduċi biżżejjed elettriku biex tħaddem id-dwal u/jew apparati elettriċi f’dar medja.
Fittex Ġeneraturi tar-Roti tal-Ilma ddisinjati biex jipproduċu l-output ottimali tagħhom b'veloċitajiet relattivament baxxi. Għal proġetti żgħar, mutur DC żgħir jista' jintuża bħala ġeneratur b'veloċità baxxa jew alternatur tal-karozzi iżda dawn huma ddisinjati biex jaħdmu b'veloċitajiet ħafna ogħla u għalhekk jista' jkun meħtieġ xi forma ta' gerijiet. Ġeneratur tat-turbini tar-riħ jagħmel ġeneratur tar-roti tal-ilma ideali peress li huwa ddisinjat għal tħaddim b'veloċità baxxa u output għoli.
Jekk hemm xmara jew nixxiegħa li tgħaddi b'mod pjuttost mgħaġġel qrib id-dar jew il-ġnien tiegħek li tista' tuża, allura sistema ta' enerġija idroelettrika fuq skala żgħira tista' tkun alternattiva aħjar għal forom oħra ta' sorsi ta' enerġija rinnovabbli bħall-"Enerġija mir-Riħ" jew l-"Enerġija Solari" peress li għandha impatt viżiv ħafna inqas. Ukoll, bħall-enerġija mir-riħ u mix-xemx, b'sistema ta' ġenerazzjoni ddisinjata b'rota tal-ilma fuq skala żgħira konnessa mal-grilja konnessa mal-grilja lokali tal-utilità, kwalunkwe elettriku li tiġġenera imma ma tużax jista' jinbiegħ lura lill-kumpanija tal-elettriku.
Fit-tutorja li jmiss dwar l-Enerġija Idroelettrika, se nħarsu lejn it-tipi differenti ta’ turbini disponibbli li nistgħu nwaħħlu mad-disinn tar-rota tal-ilma tagħna għall-ġenerazzjoni tal-enerġija idroelettrika. Għal aktar informazzjoni dwar id-Disinn tar-Rota tal-Ilma u kif tiġġenera l-elettriku tiegħek stess billi tuża l-qawwa tal-ilma, jew biex tikseb aktar informazzjoni dwar l-enerġija idroelettrika dwar id-diversi disinji ta’ roti tal-ilma disponibbli, jew biex tesplora l-vantaġġi u l-iżvantaġġi tal-enerġija idroelettrika, imbagħad Ikklikkja Hawn biex tordna l-kopja tiegħek minn Amazon illum dwar il-prinċipji u l-kostruzzjoni tar-roti tal-ilma li jistgħu jintużaw għall-ġenerazzjoni tal-elettriku.