Waterwielontwerp vir hidrowaterkragprojek

Waterwielontwerp vir hidro-energie
hidro-energie-ikoon Hidro-energie is 'n tegnologie wat die kinetiese energie van bewegende water in meganiese of elektriese energie omskakel, en een van die vroegste toestelle wat gebruik is om die energie van bewegende water in bruikbare werk om te skakel, was die Waterwielontwerp.
Waterwielontwerp het met verloop van tyd ontwikkel met sommige waterwiele wat vertikaal georiënteer is, sommige horisontaal en sommige met uitgebreide katrolle en ratte aangeheg, maar hulle is almal ontwerp om dieselfde funksie te doen en dit is ook, "omskakel die lineêre beweging van die bewegende water in ’n roterende beweging wat gebruik kan word om enige stuk masjinerie wat via ’n roterende as daaraan gekoppel is, aan te dryf”.

Tipiese waterwielontwerp
Vroeë waterwielontwerp was redelik primitiewe en eenvoudige masjiene wat bestaan ​​het uit 'n vertikale houtwiel met houtlemme of emmers wat eweredig om hul omtrek vasgemaak is, almal ondersteun op 'n horisontale as met die krag van die water wat daaronder vloei wat die wiel in 'n tangensiële rigting teen die lemme stoot .
Hierdie vertikale waterwiele was baie beter as die vroeëre horisontale waterwielontwerp deur die antieke Grieke en Egiptenare, omdat hulle meer doeltreffend kon werk om die momentum van die bewegende water in krag om te sit.Katrolle en ratkas is toe aan die waterwiel geheg wat 'n rigtingverandering van 'n roterende as van horisontaal na vertikaal moontlik gemaak het om meulstene te bedryf, hout te saag, erts te vergruis, te stamp en te sny, ens.

Tipes waterwielontwerp
Die meeste waterwiele, ook bekend as watermeulens of bloot waterwiele, is vertikaal gemonteerde wiele wat om 'n horisontale as draai, en hierdie tipe waterwiele word geklassifiseer volgens die manier waarop die water op die wiel toegedien word, relatief tot die wiel se as.Soos u kan verwag, is waterwiele relatief groot masjiene wat teen lae hoeksnelhede roteer, en 'n lae doeltreffendheid het, as gevolg van verliese deur wrywing en die onvolledige vulling van die emmers, ens.
Die werking van die water wat teen die wiele se emmers of spane stoot, ontwikkel wringkrag op die as, maar deur die water na hierdie spane en emmers vanaf verskillende posisies op die wiel te rig kan die spoed van rotasie en die doeltreffendheid daarvan verbeter word.Die twee mees algemene tipes waterwiel-ontwerp is die "onderslagwaterwiel" en die "oorsteekwaterwiel".

Undershot Water Wheel Design
Die Undershot Water Wheel Design, ook bekend as 'n "stream wheel" was die mees gebruikte tipe waterwiel wat deur die antieke Grieke en Romeine ontwerp is, aangesien dit die eenvoudigste, goedkoopste en maklikste tipe wiel is om te bou.
In hierdie tipe waterwielontwerp word die wiel eenvoudig direk in 'n vinnig vloeiende rivier geplaas en van bo af ondersteun.Die beweging van die water hieronder skep 'n stootaksie teen die onderwater spane op die onderste deel van die wiel wat dit toelaat om slegs in een rigting te draai relatief tot die rigting van die vloei van die water.
Hierdie tipe waterwielontwerp word gewoonlik gebruik in plat gebiede met geen natuurlike helling van die land nie of waar die vloei van water vinnig genoeg beweeg.In vergelyking met die ander waterwielontwerpe, is hierdie tipe ontwerp baie ondoeltreffend, met so min as 20% van die water se potensiële energie wat gebruik word om die wiel werklik te draai.Die waterenergie word ook net een keer gebruik om die wiel te draai, waarna dit saam met die res van die water wegvloei.
Nog 'n nadeel van die onderloopwaterwiel is dat dit groot hoeveelhede water benodig wat teen spoed beweeg.Daarom is onderloopwaterwiele gewoonlik op die oewer van riviere geleë aangesien kleiner strome of spruite nie genoeg potensiële energie in die bewegende water het nie.
Een manier om die doeltreffendheid van 'n onderloopwaterwiel effens te verbeter, is om 'n persentasie van die water in die rivier langs 'n nou kanaal of kanaal af te lei sodat 100% van die herlei water gebruik word om die wiel te laat draai.Om dit te bereik, moet die onderslagwiel smal wees en baie akkuraat binne die kanaal pas om te verhoed dat die water om die kante ontsnap of deur óf die aantal óf grootte van die spane te vergroot.

Oorskiet Waterwiel Ontwerp
Die Overshot Water Wheel Design is die mees algemene tipe waterwielontwerp.Die oorloopwaterwiel is meer ingewikkeld in sy konstruksie en ontwerp as die vorige onderloopwaterwiel, aangesien dit emmers of klein kompartemente gebruik om die water te vang en vas te hou.
Hierdie emmers vul met water wat aan die bokant van die wiel invloei.Die gravitasiegewig van die water in die vol emmers veroorsaak dat die wiel om sy sentrale as draai soos die leë emmers aan die ander kant van die wiel ligter word.
Hierdie tipe waterwiel gebruik swaartekrag om uitset sowel as die water self te verbeter, dus is oorloop waterwiele baie meer doeltreffend as onderdruk ontwerpe aangesien byna al die water en sy gewig gebruik word om uitsetkrag te produseer.Soos voorheen word die water se energie egter net een keer gebruik om die wiel te draai, waarna dit saam met die res van die water wegvloei.
Oorsteekwaterwiele hang bo 'n rivier of stroompie en word gewoonlik aan die kante van heuwels gebou wat 'n watertoevoer van bo verskaf met 'n lae kop (die vertikale afstand tussen die water aan die bokant en die rivier of stroom onder) van tussen 5-tot -20 meter.'n Klein dam of keerwal kan gebou en gebruik word om die water te kanaliseer en die spoed van die water na die bokant van die wiel te kanaliseer en dit meer energie te gee, maar dit is die volume water eerder as sy spoed wat help om die wiel te draai.

Oor die algemeen word oorsteekwaterwiele so groot as moontlik gebou om die grootste moontlike kopafstand te gee vir die gravitasiegewig van die water om die wiel te laat draai.Waterwiele met groot deursnee is egter meer ingewikkeld en duur om te bou as gevolg van die gewig van die wiel en water.
Wanneer die individuele emmers met water gevul word, veroorsaak die gravitasiegewig van die water dat die wiel in die rigting van die watervloei draai.Soos die rotasiehoek nader aan die onderkant van die wiel kom, loop die water binne-in die emmer uit in die rivier of stroom onder, maar die gewig van die emmers wat daaragter draai, veroorsaak dat die wiel met sy rotasiespoed voortgaan.Die leë emmer gaan voort om die draaiende wiel totdat dit weer na bo kom, gereed om met meer water gevul te word en die siklus herhaal.Een van die nadele van 'n oorskietwaterwielontwerp is dat die water net een keer gebruik word soos dit oor die wiel vloei.

Die Pitchback Waterwiel Ontwerp
Die Pitchback Water Wheel Design is 'n variasie op die vorige oorskiet waterwiel aangesien dit ook die gravitasiegewig van die water gebruik om die wiel te help draai, maar dit gebruik ook die vloei van die afvalwater daaronder om 'n ekstra druk te gee.Hierdie tipe waterwielontwerp maak gebruik van 'n laekop-invoerstelsel wat die water naby die bokant van die wiel vanaf 'n deurgang hierbo verskaf.
Anders as die waterwiel wat die water regstreeks oor die wiel gekanaliseer het en dit in die rigting van die vloei van die water laat draai het, voer die terugwaartse waterwiel die water vertikaal afwaarts deur 'n tregter en in die emmer hieronder, wat veroorsaak dat die wiel in die teenoorgestelde draai rigting na die vloei van die water hierbo.
Net soos die vorige oorskiet-waterwiel, veroorsaak die gravitasiegewig van die water in die emmers die wiel om te draai, maar in 'n antikloksgewyse rigting.Soos die draaihoek die onderkant van die wiel nader, loop die water wat in die emmers vasgevang is, onder uit.Soos die leë emmer aan die wiel vasgemaak word, hou dit aan om met die wiel te draai soos voorheen totdat dit weer bo kom, gereed om met meer water gevul te word en die siklus herhaal.
Die verskil hierdie keer is dat die afvalwater wat uit die roterende emmer leeggemaak word, wegvloei in die rigting van die roterende wiel (aangesien dit nêrens anders het om heen te gaan nie), soortgelyk aan die ondermaat-waterwielhoof.Die grootste voordeel van die terugsteekwaterwiel is dus dat dit die energie van die water twee keer gebruik, een keer van bo en een keer van onder om die wiel om sy sentrale as te draai.
Die resultaat is dat die doeltreffendheid van die waterwielontwerp aansienlik verhoog word tot meer as 80% van die waterenergie aangesien dit aangedryf word deur beide die gravitasiegewig van die inkomende water en deur die krag of druk van water wat van bo af in die emmers gerig word, soos asook die vloei van die afvalwater onder wat teen die emmers druk.Die nadeel van 'n terugdraai-waterwiel is egter dat dit 'n effens meer komplekse watertoevoerreëling direk bokant die wiel met geute en deurgate benodig.

Die Borsskoot Waterwiel Ontwerp
Die Breastshot Water Wheel Design is nog 'n vertikaal-gemonteerde waterwielontwerp waar die water die emmers omtrent halfpad op op ashoogte, of net bokant dit binnegaan, en dan aan die onderkant uitvloei in die rigting van die wiele se rotasie.Oor die algemeen word die borsskoot-waterwiel gebruik in situasies waar die waterkop onvoldoende is om 'n oorskiet- of pitchback-waterwielontwerp van bo af aan te dryf.
Die nadeel hier is dat die gravitasiegewig van die water slegs vir ongeveer een kwart van die rotasie gebruik word, anders as voorheen wat vir die helfte van die rotasie was.Om hierdie lae kophoogte te oorkom, word die waterwiele-emmers wyer gemaak om die nodige hoeveelheid potensiële energie uit die water te onttrek.
Borsskoot-waterwiele gebruik omtrent dieselfde gravitasiegewig van die water om die wiel te draai, maar aangesien die kophoogte van die water ongeveer die helfte van dié van 'n tipiese oorskietwaterwiel is, is die emmers baie wyer as vorige waterwielontwerpe om die volume van die water te vergroot in die emmers gevang.Die nadeel van hierdie tipe ontwerp is 'n toename in die breedte en gewig van die water wat deur elke emmer gedra word.Soos met die pitchback-ontwerp, gebruik die borsskootwiel die energie van die water twee keer aangesien die waterwiel ontwerp is om in die water te sit, wat die afvalwater toelaat om te help met die rotasie van die wiel terwyl dit stroomaf wegvloei.

Genereer elektrisiteit met 'n waterwiel
Histories is waterwiele gebruik vir die maal van meel, graan en ander sulke meganiese take.Maar waterwiele kan ook gebruik word vir die opwekking van elektrisiteit, wat 'n hidrokragstelsel genoem word.Deur 'n elektriese kragopwekker aan die waterwiele se roterende as te koppel, hetsy direk of indirek deur gebruik te maak van dryfbande en katrolle, kan waterwiele gebruik word om krag voortdurend 24 uur per dag op te wek anders as sonkrag.As die waterwiel reg ontwerp is, kan 'n klein of "mikro" hidro-elektriese stelsel genoeg elektrisiteit produseer om beligting en/of elektriese toestelle in 'n gemiddelde huis aan te dryf.
Soek waterwielopwekkers wat ontwerp is om sy optimale uitset teen relatief lae snelhede te lewer.Vir klein projekte kan 'n klein GS-motor gebruik word as 'n lae-spoed kragopwekker of 'n motor alternator, maar dit is ontwerp om teen baie hoër spoed te werk, so 'n vorm van ratwerk kan nodig wees.'n Windturbine kragopwekker maak 'n ideale waterwiel kragopwekker aangesien dit ontwerp is vir lae spoed, hoë uitset werking.
As daar 'n redelik vinnig vloeiende rivier of stroom naby jou huis of tuin is wat jy kan gebruik, dan is 'n kleinskaalse hidrokragstelsel dalk 'n beter alternatief vir ander vorme van hernubare energiebronne soos "Windenergie" of "Solarenergie" ” aangesien dit baie minder visuele impak het.Net soos wind- en sonenergie, met 'n kleinskaalse waterwiel-ontwerpte opwekkingstelsel wat aan die plaaslike nutsnetwerk gekoppel is, kan enige elektrisiteit wat jy opwek maar nie gebruik nie, terugverkoop word aan die elektrisiteitsmaatskappy.
In die volgende handleiding oor Hidro-energie, sal ons kyk na die verskillende tipes turbines wat beskikbaar is wat ons aan ons waterwielontwerp vir hidro-kragopwekking kan koppel.Vir meer inligting oor Waterwielontwerp en hoe om jou eie elektrisiteit op te wek deur die krag van water te gebruik, of meer hidro-energie-inligting te bekom oor die verskillende waterwielontwerpe wat beskikbaar is, of om die voordele en nadele van hidro-energie te verken, klik dan hier om jou kopie te bestel van Amazon vandag oor die beginsels en konstruksie van waterwiele wat vir die opwekking van elektrisiteit gebruik kan word.