Hidroenergiarako gurpilen diseinua
energia hidraulikoaren ikonoaHidro energia mugitzen den uraren energia zinetikoa energia mekaniko edo elektriko bihurtzen duen teknologia da, eta uraren energia lan erabilgarri bihurtzeko erabilitako lehen gailuetako bat Waterwheel Design izan zen.
Ur-gurpilen diseinua denboran zehar eboluzionatu egin da ur-gurpil batzuk bertikalki orientatuta, beste batzuk horizontalean eta beste batzuk polea eta engranaje landuak erantsita, baina guztiak funtzio bera betetzeko diseinatuta daude eta hori ere bai, "bihurtu higitzen ari den uraren mugimendu lineala". biraketa-mugimendu bat, ardatz birakari baten bidez hari lotutako edozein makineria gidatzeko erabil daitekeena”.
Ur-gurpilaren diseinu tipikoa
Hasierako Waterwheel Diseinua egurrezko gurpil bertikal batez osatutako makina primitibo eta sinpleak ziren. .
Ur-gurpil bertikal hauek antzinako greziarrek eta egiptoarrek egindako gurpil horizontalaren diseinua baino askoz ere handiagoak ziren, mugitzen ari zen uraren momentua boterera itzultzeko modu eraginkorragoan funtzionatzen zutelako.Poleak eta engranajeak ur-gurpilari lotzen zitzaizkion, eta horrek ardatz birakari baten norabidea aldatzea ahalbidetzen zuen horizontaletik bertikalera, errota-harriak ustiatzeko, egurra zerratzeko, minerala birrintzeko, estanpatu eta ebakitzeko etab.
Ur-gurpilen diseinu motak
Ur-gurpil gehienak Ur-errotak edo, besterik gabe, Ur-gurpilak bezala ezagutzen direnak, bertikalki muntatutako gurpilak dira ardatz horizontal baten inguruan biraka, eta ur-gurpil mota hauek gurpilari ura aplikatzeko moduaren arabera sailkatzen dira, gurpilaren ardatzarekiko.Espero zenuten bezala, ur-gurpilak abiadura angelu txikian biratzen dituzten makina handiak dira, eta eraginkortasun txikia dute, marruskaduragatiko galerak eta kuboak bete gabe egoteak, etab.
Urak gurpilen kubeta edo palen kontra bultzatzen duen ekintzak ardatzaren parea garatzen du, baina ura gurpileko posizio desberdinetatik pala eta kubeta horietara zuzenduz biraketa-abiadura eta eraginkortasuna hobetu daitezke.Ur-gurpilaren diseinu mota ohikoenak "underhot waterwheel" eta "overshot waterwheel" dira.
Undershot Ur-gurpilaren diseinua
Undershot Ur-gurpilaren diseinua, "korrontearen gurpila" izenez ere ezaguna, antzinako greziarrek eta erromatarrek diseinatutako ur-gurpil mota erabiliena izan zen, eraikitzeko gurpil mota sinpleena, merkeena eta errazena baita.
Ur-gurpilaren diseinu mota honetan, gurpila zuzenean ibai azkar batean jartzen da eta goitik eusten da.Beheko uraren mugimenduak gurpilaren beheko aldean urpean dauden arraunen aurkako bultzada-ekintza bat sortzen du, norabide bakarrean biratzeko aukera ematen baitu uraren emariaren norabidearekiko.
Ur-gurpilen diseinu mota hau, oro har, lur-aldapa naturalik gabeko eremu lauetan erabiltzen da edo ur-emaria nahikoa azkar mugitzen den lekuetan.Beste ur-gurpilen diseinuekin alderatuta, diseinu mota hau oso ez da eraginkorra, uraren energia potentzialaren % 20 baino gutxiago erabiltzen baita gurpila benetan biratzeko.Era berean, uraren energia behin bakarrik erabiltzen da gurpila biratzeko, eta, ondoren, gainerako urarekin isurtzen da.
Azpiko ur-gurpilaren beste desabantaila bat abiaduran mugitzen den ur kantitate handiak behar dituela da.Hori dela eta, ur-gurpilak ibaien ertzetan kokatu ohi dira, erreka edo erreka txikiagoek ez baitute energia potentzial nahikorik mugitzen den uretan.
Ur-gurpil baten eraginkortasuna apur bat hobetzeko modu bat ibaiko uretatik ehuneko bat kanal edo hodi estu batean zehar desbideratzea da, desbideratutako uraren % 100 gurpila biratzeko erabili dadin.Hori lortzeko, azpiko gurpilak estua izan behar du eta kanalean oso zehaztasunez moldatu behar da, urak alboetatik ihes egin ez dezan edo palen kopurua edo tamaina handituz.
Overshot Waterwheel Diseinua
Overshot Water Wheel Diseinua ur-gurpilen diseinu mota ohikoena da.Overshot ur-gurpila bere eraikuntzan eta diseinuan aurreko ur-gurpila baino konplexuagoa da, kuboak edo konpartimentu txikiak erabiltzen baititu ura harrapatzeko eta eusteko.
Kubo hauek gurpilaren goialdean sartzen den urez betetzen dira.Kubeta betetako urak duen pisu grabitatorioak gurpilak bere erdiko ardatzaren inguruan biratzea eragiten du, gurpilaren beste aldean hutsik dauden kuboak arinagoak diren heinean.
Ur-gurpil mota honek grabitatea erabiltzen du irteera eta ura bera hobetzeko; beraz, gainditze-gurpilak askoz eraginkorragoak dira undershot diseinuak baino, ia ur guztia eta bere pisua irteerako potentzia ekoizteko erabiltzen baita.Hala ere, lehen bezala, uraren energia behin bakarrik erabiltzen da gurpila biratzeko, eta ondoren gainerako urarekin isurtzen da.
Overshot ur-gurpilak ibai edo erreka baten gainean esekita daude eta, oro har, muinoen alboetan eraikitzen dira, goitik ur-hornidura ematen duten mutur baxuarekin (goialdeko uraren eta beheko ibaiaren edo errekaren arteko distantzia bertikala) 5-tik artekoa. -20 metro.Presa edo uharte txiki bat eraiki eta erabil daiteke gurpilaren goiko aldera uraren abiadura bideratzeko eta handitzeko, energia gehiago emanez, baina uraren bolumena da bere abiadura baino, gurpila biratzen laguntzen duena.
Orokorrean, overshot ur-gurpilak ahalik eta handien eraikitzen dira, uraren pisu grabitatorioari gurpila biratzeko ahalik eta buru distantzia handiena emateko.Hala ere, diametro handiko ur-gurpilak eraikitzeko konplexuagoak eta garestiagoak dira gurpilaren eta uraren pisuaren ondorioz.
Banakako kuboak urez betetzen direnean, uraren grabitazio-pisuak gurpila uraren emariaren noranzkoan biratzea eragiten du.Errotazio-angelua gurpilaren behealdera hurbiltzen den heinean, ontziaren barruko ura ibaian edo errekan isurtzen da behean, baina atzean biratzen diren ontzien pisuak gurpilak bere biraketa-abiadurarekin jarraitzea eragiten du.Ontzi hutsak biraka egiten duen gurpilaren inguruan jarraitzen du goialdera berriro urez betetzeko prest dagoen arte eta zikloa errepikatzen da.Overshot waterwheel diseinuaren desabantaila bat da ura behin bakarrik erabiltzen dela gurpilaren gainean isurtzen den heinean.
Pitchback Waterwheel diseinua
Pitchback Water Wheel Diseinua aurreko overshot ur-gurpilaren aldakuntza bat da, uraren pisu grabitatorioa ere erabiltzen baitu gurpila biratzen laguntzeko, baina azpian dagoen hondakin-uraren emaria ere erabiltzen du bultzada gehigarria emateko.Ur-gurpilaren diseinu mota honek buru baxuko sarrera-sistema bat erabiltzen du, gurpilaren goialdetik gertu dagoen ura hornitzen duena, goiko aldean.
Ur-gurpilaren gainditze-gurpilak ez bezala, ura zuzenean gurpilaren gainean bideratzen zuen, uraren emariaren noranzkoan biratzen zuenez, gurpilaren aurkako ur-gurpilak ura bertikalki beherantz elikatzen du inbutu baten bidez eta beheko ontzian sartuz, gurpila alderantziz biratzea eraginez. goiko uraren emariaren norabidea.
Aurreko ur-gurpila gainditzen duen bezala, ontzietan dagoen uraren grabitazio-pisuak gurpila biratzea eragiten du, baina erlojuaren orratzen kontrako noranzkoan.Errotazio-angelua gurpilaren behealdera hurbiltzen den heinean, ontzien barruan harrapatuta dagoen ura behean husten da.Kubeta hutsa gurpilean lotzen den heinean, gurpilarekin biratzen jarraitzen du lehen bezala, berriro goialdera igotzen den arte urez gehiago betetzeko prest eta zikloa errepikatu arte.
Oraingo honetan aldea da biraketaren ontzitik hustutako hondakin-urak birakari gurpilaren noranzkoan isurtzen direla (inora joaterik ez baitu), azpiko ur-gurpil nagusiaren antzera.Beraz, pitchback ur-gurpilaren abantaila nagusia uraren energia bi aldiz erabiltzen duela da, behin goitik eta beste behin behetik gurpila bere erdiko ardatzaren inguruan biratzeko.
Ondorioz, ur-gurpilaren diseinuaren eraginkortasuna asko handitzen da uraren energiaren % 80 baino gehiagoraino, sartzen den uraren grabitazio-pisuak eta ontzietara goitik zuzentzen duen uraren indarrak edo presioak eragiten baitu. baita azpiko hondakin-uren emaria ere ontzien kontra bultzaka.Pitchback ur-gurpilaren desabantaila da ur-hornidura apur bat konplexuagoa behar duela gurpilaren gainean, gurpilaren gainean, txorrotekin eta zuloekin.
Breastshot Waterwheel diseinua
Breastshot Ur-gurpilaren diseinua bertikalean muntatutako beste ur-gurpilaren diseinua da, non ura ontzietan sartzen den erdi-erdian ardatzaren altueran, edo besterik gabe, eta, ondoren, behealdetik irteten da gurpilen biraketaren norabidean.Orokorrean, bularreko ur-gurpila ur-burua nahikoa ez den egoeretan erabiltzen da gainditze edo pitchback ur-gurpilaren diseinua goitik elikatzeko.
Hemen desabantaila da uraren pisu grabitatorioa biraketaren laurden baterako bakarrik erabiltzen dela, lehen errotazioaren erdirako ez bezala.Buruaren altuera baxu hori gainditzeko, ur-gurpilen kuboak zabalagoak dira uretatik behar den energia potentziala ateratzeko.
Bularreko ur-gurpilek uraren grabitazio-pisu bera erabiltzen dute gurpila biratzeko, baina uraren buruaren altuera ohiko gurpil baten erdia denez, kuboak aurreko ur-gurpilen diseinuak baino askoz zabalagoak dira uraren bolumena handitzeko. kuboetan harrapatuta.Diseinu mota honen desabantaila ontzi bakoitzak daraman uraren zabalera eta pisua handitzea da.Pitchback diseinuarekin gertatzen den bezala, bularreko gurpilak uraren energia bi aldiz erabiltzen du ur-gurpila uretan esertzeko diseinatuta dagoenez, hondakin-urak gurpilaren biraketari laguntzen diona ibaian behera doan heinean.
Sortu elektrizitatea Ur-gurpila erabiliz
Historikoki ur-gurpilak irina, zerealak eta horrelako beste lan mekaniko batzuk ehotzeko erabili izan dira.Baina ur-gurpilak elektrizitatea sortzeko ere erabil daitezke, Hydro Power sistema deiturikoa.Sorgailu elektriko bat gurpilen ardatz birakariari konektatuz, zuzenean edo zeharka uhalak eta poleak erabiliz, ur-gurpilak energia etengabe sortzeko erabil daitezke eguzki-energia ez bezala eguneko 24 orduetan.Ur-gurpila behar bezala diseinatuta badago, sistema hidroelektriko txiki edo "mikro" batek nahikoa elektrizitate ekoitzi dezake etxebizitza arrunt batean argiztapena eta/edo etxetresna elektrikoak elikatzeko.
Bilatu ur-gurpilen sorgailuak bere irteera optimoa abiadura nahiko baxuan ekoizteko diseinatuta.Proiektu txikietarako, DC motor txiki bat abiadura baxuko sorgailu edo automozio alternadore gisa erabil daiteke, baina hauek abiadura askoz handiagoan lan egiteko diseinatuta daude, beraz, engranaje motaren bat behar izan daiteke.Aerosorgailuen sorgailu bat ur-gurpil-sorgailu ezin hobea da, abiadura baxuko eta irteera handiko funtzionamendurako diseinatuta baitago.
Zure etxetik edo lorategitik gertu nahiko azkar isurtzen den ibai edo erreka bat badago erabil dezakezuna, eskala txikiko energia hidraulikoaren sistema alternatiba hobea izan daiteke beste energia-iturri berriztagarri batzuentzat, hala nola, "Energia eolikoa" edo "Eguzki-energia". ” inpaktu bisual askoz txikiagoa baitu.Era berean, haizearen eta eguzki-energiaren antzera, sarera konektatutako eskala txikiko ur-gurpila diseinatutako sorkuntza-sistema batekin, tokiko zerbitzu-sarera konektatuta, sortzen duzun baina erabiltzen ez duzun elektrizitatea berriro saldu ahal izango zaio elektrizitate konpainiari.
Hidroenergiari buruzko hurrengo tutorialean, energia hidraulikoa sortzeko gure ur-gurpilaren diseinuari lotu genitzakeen turbina mota desberdinak aztertuko ditugu.Waterwheel Diseinuari buruzko informazio gehiago lortzeko eta nola sortu zure elektrizitatea uraren indarra erabiliz, edo eskuragarri dauden ur-gurpilen diseinuei buruzko informazio hidraulikoaren informazio gehiago lortzeko edo energia hidraulikoaren abantailak eta desabantailak aztertzeko, egin klik Hemen zure kopia eskatzeko. Amazon-ek gaur egun elektrizitatea sortzeko erabil daitezkeen ur-gurpilen printzipioei eta eraikuntzari buruz.
Argitalpenaren ordua: 2021-06-25
