Waterwheel Design foar Hydro Energy
hydro energy iconHydro enerzjy is in technology dy't de kinetyske enerzjy fan bewegend wetter omsette yn meganyske of elektryske enerzjy, en ien fan 'e ierste apparaten dy't brûkt waarden om de enerzjy fan bewegend wetter te konvertearjen yn brûkber wurk wie it Waterwheel Design.
Wetterwielûntwerp is yn 'e rin fan' e tiid evoluearre mei guon wetterrillen fertikaal oriïntearre, guon horizontaal en guon mei útwurke pulleys en gears taheakke, mar se binne allegear ûntworpen om deselde funksje te dwaan en dat is ek, "konvertearje de lineêre beweging fan it bewegende wetter yn in rotearjende beweging dy't brûkt wurde kin om elk stik fan masines dat dêrmei ferbûn is fia in draaiende as oan te driuwen.
Typysk Waterwheel Design
Early Waterwheel Design wiene frij primitive en ienfâldige masines besteande út in fertikale houten tsjil mei houten blêden of emmers fêstmakke lykweardich om harren omtrek, allegear stipe op in horizontale skacht mei de krêft fan it wetter streamend derûnder, triuwe it tsjil yn in tangentiale rjochting tsjin de blêden .
Dizze fertikale wetterraden wiene folle superieur oan it eardere horizontale wetterradûntwerp troch de âlde Griken en Egypten, om't se effisjinter koene operearje om it momentum fan it bewegende wetter yn macht oer te setten.Katrollen en gearing waarden doe oan it wetterrad fêstmakke, wêrtroch in feroaring yn 'e rjochting fan in draaiende skacht fan horizontaal nei fertikaal koe om mûnestiennen te betsjinjen, hout te sjen, erts te ferpletterjen, te stampen en te snijen ensfh.
Soarten Water Wheel Design
De measte Waterwheels ek wol bekend as Watermills of gewoan Water Wheels, binne fertikaal monteare tsjillen dy't draaie om in horizontale as, en dizze soarten wetterwielen wurde klassifisearre troch de wize wêrop it wetter wurdt tapast oan it tsjil, relatyf oan it tsjil syn axle.Lykas jo kinne ferwachtsje, binne wetterraden relatyf grutte masines dy't draaie mei lege hoeksnelheden, en hawwe in lege effisjinsje, fanwege ferliezen troch wriuwing en it ûnfolsleine foljen fan 'e bakken, ensfh.
De aksje fan it wetter dat tsjin de tsjillen emmers of paddles driuwt, ûntwikkelt koppel op 'e as, mar troch it wetter te rjochtsjen op dizze paddles en emmers fan ferskate posysjes op it tsjil kin de snelheid fan rotaasje en har effisjinsje ferbettere wurde.De twa meast foarkommende soarten wetterradûntwerp is it "undershot waterwheel" en it "overshot waterwheel".
Undershot Water Wheel Design
De Undershot Water Wheel Design, ek wol bekend as in "stream tsjil" wie it meast brûkte type wetterrad ûntwurpen troch de âlde Griken en Romeinen, om't it it ienfâldichste, goedkeapste en maklikste type tsjil is om te bouwen.
Yn dit soarte fan waterwheel design, it tsjil is gewoan pleatst direkt yn in fluch streamende rivier en stipe fan boppen.De beweging fan it wetter ûnder skept in triuwe aksje tsjin de ûnderdompele paddles op it legere diel fan it tsjil wêrtroch it kin draaie yn ien rjochting allinnich relatyf oan de rjochting fan de stream fan it wetter.
Dit soarte fan wetterradûntwerp wurdt oer it generaal brûkt yn platte gebieten mei gjin natuerlike helling fan it lân of wêr't de stream fan wetter genôch fluch beweecht.Yn ferliking mei de oare wetterradûntwerpen is dit soarte ûntwerp heul yneffisjint, mei sa'n 20% fan 'e potinsjele enerzjy fan it wetter wurdt brûkt om it tsjil wirklik te draaien.Ek wurdt de wetterenerzjy mar ien kear brûkt om it tsjil te draaien, wêrnei't it mei de rest fan it wetter fuortstreamt.
In oar neidiel fan it undershot wetter tsjil is dat it fereasket grutte hoemannichten wetter beweecht mei snelheid.Dêrom sitte ûnderrinnende wetterraden meastentiids oan 'e igge fan rivieren, om't lytsere streamen of beken net genôch potinsjele enerzjy hawwe yn it bewegende wetter.
Ien manier om de effisjinsje in bytsje te ferbetterjen fan in wetterrad is om in persintaazje fan it wetter yn 'e rivier lâns in smel kanaal of kanaal ôf te lieden sadat 100% fan it omlaat wetter brûkt wurdt om it tsjil te draaien.Om dit te berikken moat it undershot-tsjil smel wêze en tige krekt passe binnen it kanaal om foar te kommen dat it wetter om 'e kanten ûntsnapt of troch it oantal of de grutte fan' e paddles te fergrutsjen.
Overshot Waterwheel Design
It Overshot Water Wheel Design is it meast foarkommende type wetterradûntwerp.It oerrinnende wetterrad is yngewikkelder yn syn konstruksje en ûntwerp dan it foarige ûnderste wetterrad, om't it bakken of lytse fakjes brûkt om it wetter te fangen en te hâlden.
Dizze emmers folje mei wetter dat boppe op it tsjil yn streamt.It gravitasjonele gewicht fan it wetter yn 'e folsleine bakken makket dat it tsjil om syn sintrale as draait as de lege bakken oan 'e oare kant fan it tsjil lichter wurde.
Dit soarte fan wetter tsjil brûkt swiertekrêft te ferbetterjen output likegoed as it wetter sels, dus overshot waterwheels binne folle effisjinter dan undershot designs as hast al it wetter en syn gewicht wurdt brûkt om produsearje útfier macht.Lykas earder wurdt de wetterenerzjy mar ien kear brûkt om it tsjil te draaien, wêrnei't it mei de rest fan it wetter fuortstreamt.
Oerskot wetterwielen wurde ophongen boppe in rivier of stream en wurde oer it generaal boud oan 'e kanten fan heuvels dy't in wetterfoarsjenning fan boppen leverje mei in lege kop (de fertikale ôfstân tusken it wetter oan' e boppekant en de rivier of stream ûnder) fan tusken 5-tot -20 meter.In lytse daam of stuw kin wurde oanlein en brûkt om sawol de snelheid fan it wetter nei de boppekant fan it tsjil te kanalisearjen as te fergrutsjen en it mear enerzjy te jaan, mar it is it folume fan wetter ynstee fan har snelheid dy't helpt om it tsjil te rotearjen.
Oer it algemien wurde oerstreamde wettertsjillen sa grut mooglik boud om de grutst mooglike kopôfstân te jaan foar it gravitasjonele gewicht fan it wetter om it tsjil te draaien.Waterwielen mei grutte diameter binne lykwols komplisearre en djoerder om te bouwen troch it gewicht fan it tsjil en wetter.
As de yndividuele emmers fol binne mei wetter, feroarsaket it gravitaasjegewicht fan it wetter dat it tsjil draait yn 'e rjochting fan' e stream fan wetter.As de rotaasjehoeke tichter by de boaiem fan it tsjil komt, giet it wetter yn 'e bak út yn' e rivier of stream ûnder, mar it gewicht fan 'e bakken dy't der efter draaie feroarsaket dat it tsjil trochgiet mei syn rotaasjesnelheid.De lege bak giet troch om it draaiende tsjil oant it wer nei de top komt, klear om te foljen mei mear wetter en de syklus werhellet.Ien fan de neidielen fan in overshot waterwheel design is dat it wetter wurdt mar ien kear brûkt as it streamt oer it tsjil.
The Pitchback Waterwheel Design
It Pitchback Water Wheel Design is in fariaasje op it foarige oerskot wetterrad, om't it ek it gravitasjonele gewicht fan it wetter brûkt om it tsjil te draaien, mar it brûkt ek de stream fan it ôffalwetter dêrûnder om in ekstra druk te jaan.Dit soarte fan wetterradûntwerp brûkt in ynfiersysteem mei lege holle dat it wetter tichtby de boppekant fan it tsjil leveret fan in pentrough boppe.
Oars as it oerrinnende wetterrad dat it wetter direkt oer it tsjil kanalisearre wêrtroch't it draaide yn 'e rjochting fan 'e stream fan it wetter, fiert it pitchback-wetterrad it wetter fertikaal nei ûnderen troch in trechter en yn 'e bak hjirûnder, wêrtroch't it tsjil yn 'e tsjinoerstelde draait rjochting nei de stream fan it wetter boppe.
Krekt as de foarige oerskot wetterwheel, it gravitasjonele gewicht fan it wetter yn 'e bakken feroarsaket it tsjil te draaien, mar yn in tsjin de klok yn rjochting.As de hoeke fan rotaasje tichterby de boaiem fan it tsjil, it wetter fongen binnen de emmers leech út ûnder.As de lege emmer is hechte oan it tsjil, it bliuwt draaie mei it tsjil as foarhinne oant it krijt wer omheech nei de top wer klear om te foljen mei mear wetter en de syklus werhellet.
It ferskil dizze kear is dat it ôffalwetter dat út 'e draaiende bak ôfwettert yn' e rjochting fan it draaiende tsjil (om't it nearne oars te gean hat), fergelykber mei it ûndersteande wetterradprinsipe.Sa is it wichtichste foardiel fan it pitchback-wetterrad dat it de enerzjy fan it wetter twa kear brûkt, ien kear fan boppen en ien kear fan ûnderen om it tsjil om syn sintrale as te draaien.
It resultaat is dat de effisjinsje fan it wetterradûntwerp sterk wurdt ferhege oant mear as 80% fan 'e wetterenerzjy, om't it wurdt oandreaun troch sawol it gravitasjonele gewicht fan it ynkommende wetter as troch de krêft of druk fan wetter dat fan boppen yn' e bakken rjochte wurdt, lykas likegoed as de streaming fan it ôffalwetter dêrûnder driuwt tsjin de bakken.It neidiel al fan in pitchback waterwheel is dat it nedich in wat mear komplekse wetter oanbod arranzjeminten direkt boppe it tsjil mei chutes en pentroughs.
The Breastshot Waterwheel Design
De Breastshot Water Wheel Design is in oar fertikaal-fêstmakke waterwheel design dêr't it wetter komt de bakken oer healwei omheech op axle hichte, of krekt boppe it, en dan streamt út oan 'e boaiem yn' e rjochting fan de tsjillen rotaasje.Yn 't algemien wurdt it breastshot-wetterrad brûkt yn situaasjes wêr't de kop fan wetter net genôch is om in oerskot- of pitchback-wetterradûntwerp fan boppen te betsjinjen.
It neidiel hjir is dat it gravitasjonele gewicht fan it wetter mar brûkt wurdt foar likernôch in fjirde fan 'e rotaasje yn tsjinstelling ta earder dat wie foar de helte fan' e rotaasje.Om dizze lege kophichte te oerwinnen, wurde de bakken fan wetterwielen breder makke om de fereaske hoemannichte potinsjele enerzjy út it wetter te heljen.
Breastshot wetterwielen brûke sawat itselde swiertekrêftgewicht fan it wetter om it tsjil te draaien, mar om't de kophichte fan it wetter sawat de helte is fan dy fan in typysk oerrinnend wetterrad, binne de bakken in stik breder as eardere wetterradûntwerpen om it folume fan it wetter te fergrutsjen fongen yn 'e bakken.It neidiel fan dit soarte ûntwerp is in ferheging fan 'e breedte en gewicht fan it wetter dat troch elke amer wurdt droegen.Lykas by it pitchback-ûntwerp, brûkt it boarstskotrad de enerzjy fan it wetter twa kear as it wetterrad is ûntworpen om yn it wetter te sitten, wêrtroch it ôffalwetter kin helpe by de rotaasje fan it tsjil as it streamt fuort streamt.
Generearje elektrisiteit mei in wetterrad
Histoarysk binne wetterrillen brûkt foar it frezen fan moal, granen en oare sokke meganyske taken.Mar wetterrillen kinne ek brûkt wurde foar it generearjen fan elektrisiteit, in Hydro Power-systeem neamd.Troch it ferbinen fan in elektryske generator oan de wettertsjillen rotearjende skacht, itsij direkt of yndirekt mei help fan oandriuwing riemen en pulleys, wetter tsjillen kinne brûkt wurde om te generearjen macht kontinu 24 oeren deis yn tsjinstelling ta sinne-enerzjy.As it wetterrad goed ûntwurpen is, kin in lyts as "mikro" hydroelektrysk systeem genôch elektrisiteit produsearje om ferljochting en / of elektryske apparaten yn in trochsneed hûs oan te jaan.
Sjoch foar wetterradgenerators ûntworpen om syn optimale útfier te produsearjen by relatyf lege snelheden.Foar lytse projekten kin in lytse DC-motor brûkt wurde as in generator mei lege snelheid as in alternator foar auto's, mar dizze binne ûntworpen om op folle hegere snelheden te wurkjen, sadat ien of oare foarm fan gearing fereaske kin.In wynturbinegenerator makket in ideale wetterradgenerator, om't it is ûntworpen foar operaasje mei lege snelheid, hege útfier.
As d'r in frij fluch streamende rivier of stream tichtby jo hûs of tún is dy't jo kinne brûke, dan kin in lytsskalich wetterkrêftsysteem in better alternatyf wêze foar oare foarmen fan duorsume enerzjyboarnen lykas "Wind Energy" of "Sinne-enerzjy" ” om't it folle minder fisuele ynfloed hat.Ek krekt as wyn- en sinne-enerzjy, mei in net-ferbûn lytsskalig wetterrad ûntworpen generaasjesysteem ferbûn oan it pleatslike nutsnet, kin elke elektrisiteit dy't jo generearje mar net brûke weromferkeapje oan it elektrisiteitsbedriuw.
Yn 'e folgjende tutorial oer Hydro Energy sille wy sjen nei de ferskate soarten turbines beskikber dy't wy kinne hechtsje oan ús wetterradûntwerp foar opwekking fan wetterkrêft.Foar mear ynformaasje oer Waterwheel Design en hoe jo jo eigen elektrisiteit kinne generearje mei de krêft fan wetter, of mear ynformaasje oer hydro-enerzjy krije oer de ferskate beskikbere wetterradûntwerpen, of om de foardielen en neidielen fan hydro-enerzjy te ferkennen, klikje dan hjir om jo eksimplaar te bestellen fan Amazon hjoed oer de prinsipes en konstruksje fan wettertsjillen dy't brûkt wurde kinne foar it opwekken fan elektrisiteit.
Posttiid: Jun-25-2021
