Reka Bentuk Kincir Air untuk Tenaga Hidro
ikon tenaga hidroTenaga hidro ialah teknologi yang menukarkan tenaga kinetik air yang bergerak kepada tenaga mekanikal atau elektrik, dan salah satu peranti terawal yang digunakan untuk menukar tenaga air bergerak kepada kerja yang boleh digunakan ialah Reka Bentuk Kincir Air.
Reka bentuk roda air telah berkembang dari semasa ke semasa dengan beberapa roda air berorientasikan menegak, beberapa mendatar dan beberapa dengan takal rumit dan gear dipasang, tetapi semuanya direka untuk melakukan fungsi yang sama dan itu juga, "menukar gerakan linear air yang bergerak menjadi gerakan berputar yang boleh digunakan untuk memacu mana-mana bahagian jentera yang disambungkan kepadanya melalui aci berputar”.
Reka Bentuk Kincir Air Biasa
Reka Bentuk Kincir Air Awal adalah mesin yang agak primitif dan ringkas yang terdiri daripada roda kayu menegak dengan bilah kayu atau baldi yang dipasang sama rata di sekeliling lilitannya, semuanya disokong pada aci mendatar dengan daya air yang mengalir di bawahnya menolak roda ke arah tangensial terhadap bilah. .
Kincir air menegak ini jauh lebih baik daripada reka bentuk kincir air mendatar yang terdahulu oleh orang Yunani dan Mesir purba, kerana ia boleh beroperasi dengan lebih cekap menterjemahkan momentum air yang bergerak menjadi kuasa.Takal dan penggearan kemudiannya dipasang pada kincir air yang membenarkan perubahan arah aci berputar dari mendatar ke menegak untuk mengendalikan batu kilangan, kayu gergaji, menghancurkan bijih, mengecap dan memotong dll.
Jenis Reka Bentuk Roda Air
Kebanyakan Kincir Air yang juga dikenali sebagai Kincir Air atau ringkasnya Roda Air, ialah roda yang dipasang secara menegak berputar di sekitar gandar mendatar, dan jenis kincir air ini dikelaskan mengikut cara air digunakan pada roda, berbanding gandar roda.Seperti yang anda jangkakan, kincir air ialah mesin yang agak besar yang berputar pada kelajuan sudut rendah, dan mempunyai kecekapan yang rendah, disebabkan oleh kehilangan oleh geseran dan pengisian baldi yang tidak lengkap, dsb.
Tindakan air menolak baldi atau dayung roda menghasilkan tork pada gandar tetapi dengan mengarahkan air pada dayung dan baldi ini dari kedudukan berbeza pada roda kelajuan putaran dan kecekapannya boleh dipertingkatkan.Dua jenis reka bentuk kincir air yang paling biasa ialah "roda air undershot" dan "roda air overshot".
Reka Bentuk Roda Air Undershot
Reka Bentuk Roda Air Undershot, juga dikenali sebagai "roda aliran" ialah jenis kincir air yang paling biasa digunakan yang direka oleh orang Yunani dan Rom purba kerana ia adalah jenis roda yang paling ringkas, paling murah dan paling mudah untuk dibina.
Dalam reka bentuk kincir air jenis ini, roda hanya diletakkan terus ke dalam sungai yang mengalir deras dan disokong dari atas.Pergerakan air di bawah mencipta tindakan menolak terhadap dayung yang tenggelam pada bahagian bawah roda membolehkan ia berputar dalam satu arah sahaja berbanding dengan arah aliran air.
Reka bentuk kincir air jenis ini biasanya digunakan di kawasan rata tanpa kecerunan semula jadi tanah atau di mana aliran air cukup laju.Berbanding dengan reka bentuk kincir air yang lain, reka bentuk jenis ini sangat tidak cekap, dengan sekurang-kurangnya 20% daripada tenaga potensi perairan digunakan untuk benar-benar memutar roda.Juga tenaga air digunakan sekali sahaja untuk memutarkan roda, selepas itu ia mengalir bersama air yang lain.
Satu lagi kelemahan roda air undershot ialah ia memerlukan kuantiti air yang banyak bergerak dengan laju.Oleh itu, kincir air undershot biasanya terletak di tebing sungai kerana anak sungai atau anak sungai yang lebih kecil tidak mempunyai tenaga potensi yang mencukupi dalam air yang bergerak.
Satu cara untuk meningkatkan sedikit kecekapan kincir air undershot adalah dengan mengalihkan peratusan dari air di sungai di sepanjang saluran atau saluran yang sempit supaya 100% daripada air yang dialihkan digunakan untuk memutar roda.Untuk mencapai ini, roda undershot perlu sempit dan muat dengan sangat tepat di dalam saluran untuk mengelakkan air daripada keluar di sekeliling sisi atau dengan meningkatkan sama ada bilangan atau saiz dayung.
Reka Bentuk Kincir Air Terlebih Dahulu
Reka Bentuk Roda Air Overshot ialah jenis reka bentuk roda air yang paling biasa.Kincir air overshot lebih rumit dalam pembinaan dan reka bentuknya berbanding kincir air undershot sebelumnya kerana ia menggunakan baldi atau petak kecil untuk menangkap dan menahan air.
Baldi ini diisi dengan air yang mengalir masuk di bahagian atas roda.Berat graviti air dalam baldi penuh menyebabkan roda berputar mengelilingi paksi tengahnya apabila baldi kosong di sisi lain roda menjadi lebih ringan.
Roda air jenis ini menggunakan graviti untuk meningkatkan output serta air itu sendiri, oleh itu kincir air overshot adalah lebih cekap daripada reka bentuk undershot kerana hampir semua air dan beratnya digunakan untuk menghasilkan kuasa output.Namun seperti sebelum ini, tenaga air digunakan sekali sahaja untuk memutarkan roda, selepas itu ia mengalir bersama air yang lain.
Kincir air overshot digantung di atas sungai atau sungai dan biasanya dibina di tepi bukit yang menyediakan bekalan air dari atas dengan kepala rendah (jarak menegak antara air di bahagian atas dan sungai atau sungai di bawah) antara 5 hingga -20 meter.Empangan atau empangan kecil boleh dibina dan digunakan untuk menyalurkan dan meningkatkan kelajuan air ke bahagian atas roda memberikannya lebih tenaga tetapi isipadu air dan bukannya kelajuannya yang membantu memutarkan roda.
Secara amnya, kincir air overshot dibina sebesar mungkin untuk memberikan jarak kepala yang paling besar untuk berat graviti air untuk memutarkan roda.Walau bagaimanapun, roda air berdiameter besar lebih rumit dan mahal untuk dibina kerana berat roda dan air.
Apabila baldi individu diisi dengan air, berat graviti air menyebabkan roda berputar mengikut arah aliran air.Apabila sudut putaran semakin menghampiri bahagian bawah roda, air di dalam baldi mengalir keluar ke sungai atau aliran di bawah, tetapi berat baldi yang berputar di belakangnya menyebabkan roda meneruskan kelajuan putarannya.Baldi kosong terus mengelilingi roda berputar sehingga ia naik semula ke atas semula bersedia untuk diisi dengan lebih banyak air dan kitaran berulang.Salah satu kelemahan reka bentuk kincir air overshot ialah air hanya digunakan sekali semasa ia mengalir di atas roda.
Reka Bentuk Kincir Air Pitchback
Reka Bentuk Roda Air Pitchback ialah variasi pada kincir air terlebih tangkapan sebelumnya kerana ia juga menggunakan berat graviti air untuk membantu memutarkan roda, tetapi ia juga menggunakan aliran air sisa di bawahnya untuk memberikan tolakan tambahan.Reka bentuk kincir air jenis ini menggunakan sistem suapan kepala rendah yang menyediakan air berhampiran bahagian atas roda dari pentrough di atas.
Tidak seperti kincir air overshot yang menyalurkan air terus ke atas roda menyebabkan ia berputar mengikut arah aliran air, kincir air pitchback menyuap air secara menegak ke bawah melalui corong dan ke dalam baldi di bawah menyebabkan roda berputar ke arah yang bertentangan. arah aliran air di atas.
Sama seperti kincir air terlebih pukulan sebelumnya, berat graviti air dalam baldi menyebabkan roda berputar tetapi dalam arah lawan jam.Apabila sudut putaran menghampiri bahagian bawah roda, air yang terperangkap di dalam baldi dikosongkan ke bawah.Apabila baldi kosong dilekatkan pada roda, ia terus berputar dengan roda seperti sebelumnya sehingga ia naik semula ke atas semula bersedia untuk diisi dengan lebih banyak air dan kitaran berulang.
Perbezaan kali ini ialah air buangan yang dikosongkan daripada baldi berputar mengalir pergi ke arah roda berputar (kerana ia tidak mempunyai tempat lain untuk pergi), sama dengan prinsip roda air undershot.Oleh itu kelebihan utama kincir air pitchback ialah ia menggunakan tenaga air dua kali, sekali dari atas dan sekali dari bawah untuk memutarkan roda di sekeliling paksi tengahnya.
Hasilnya ialah kecekapan reka bentuk kincir air meningkat dengan banyak kepada lebih 80% daripada tenaga air kerana ia didorong oleh kedua-dua berat graviti air yang masuk dan oleh daya atau tekanan air yang diarahkan ke dalam baldi dari atas, sebagai serta aliran air buangan di bawah menolak baldi.Kelemahan kincir air pitchback ialah ia memerlukan susunan bekalan air yang lebih kompleks secara langsung di atas roda dengan pelongsor dan pentrough.
Reka Bentuk Kincir Air Breastshot
Reka Bentuk Roda Air Breastshot ialah satu lagi reka bentuk kincir air yang dipasang secara menegak di mana air memasuki baldi kira-kira separuh jalan ke atas pada ketinggian gandar, atau tepat di atasnya, dan kemudian mengalir keluar di bahagian bawah ke arah putaran roda.Secara amnya, kincir air breastshot digunakan dalam situasi apabila kepala air tidak mencukupi untuk menggerakkan reka bentuk kincir air lampau atau pitchback dari atas.
Kelemahan di sini ialah berat graviti air hanya digunakan untuk kira-kira satu perempat daripada putaran tidak seperti sebelum ini iaitu untuk separuh putaran.Untuk mengatasi ketinggian kepala yang rendah ini, baldi kincir air dibuat lebih lebar untuk mengekstrak jumlah tenaga berpotensi yang diperlukan daripada air.
Kincir air Breastshot menggunakan kira-kira berat graviti air yang sama untuk memutarkan roda tetapi memandangkan ketinggian kepala air adalah kira-kira separuh daripada kincir air overshot biasa, baldinya jauh lebih lebar daripada reka bentuk kincir air sebelumnya untuk meningkatkan isipadu air. terperangkap dalam baldi.Kelemahan reka bentuk jenis ini adalah peningkatan dalam lebar dan berat air yang dibawa oleh setiap baldi.Seperti reka bentuk pitchback, roda breastshot menggunakan tenaga air dua kali kerana roda air direka bentuk untuk duduk di dalam air yang membolehkan air buangan membantu dalam putaran roda semasa ia mengalir ke bawah aliran.
Jana Elektrik Menggunakan Kincir Air
Dari segi sejarah, roda air telah digunakan untuk mengisar tepung, bijirin dan lain-lain tugas mekanikal seperti itu.Tetapi roda air juga boleh digunakan untuk penjanaan elektrik, dipanggil sistem Kuasa Hidro.Dengan menyambungkan penjana elektrik ke aci berputar kincir air, sama ada secara langsung atau tidak langsung menggunakan tali pinggang pemacu dan takal, kincir air boleh digunakan untuk menjana kuasa secara berterusan 24 jam sehari tidak seperti tenaga solar.Jika kincir air direka bentuk dengan betul, sistem hidroelektrik kecil atau "mikro" boleh menghasilkan tenaga elektrik yang mencukupi untuk menyalakan lampu dan/atau peralatan elektrik di rumah biasa.
Cari Penjana roda Air yang direka untuk menghasilkan output optimumnya pada kelajuan yang agak rendah.Untuk projek kecil, motor DC kecil boleh digunakan sebagai penjana berkelajuan rendah atau alternator automotif tetapi ini direka untuk berfungsi pada kelajuan yang lebih tinggi supaya beberapa bentuk penggearan mungkin diperlukan.Penjana turbin angin menjadikan penjana kincir air yang ideal kerana ia direka untuk kelajuan rendah, operasi keluaran tinggi.
Jika terdapat sungai atau aliran yang agak deras berhampiran rumah atau taman anda yang boleh anda gunakan, maka sistem kuasa hidro berskala kecil mungkin merupakan alternatif yang lebih baik kepada bentuk sumber tenaga boleh diperbaharui yang lain seperti "Tenaga Angin" atau "Tenaga Suria. ” kerana ia mempunyai kesan visual yang kurang.Juga seperti tenaga angin dan suria, dengan sistem penjanaan reka bentuk kincir air berskala kecil yang disambungkan ke grid yang disambungkan ke grid utiliti tempatan, sebarang elektrik yang anda jana tetapi tidak gunakan boleh dijual kembali kepada syarikat elektrik.
Dalam tutorial seterusnya mengenai Tenaga Hidro, kami akan melihat pelbagai jenis turbin yang tersedia yang boleh kami pasangkan pada reka bentuk kincir air kami untuk penjanaan kuasa hidro.Untuk mendapatkan maklumat lanjut tentang Reka Bentuk Kincir Air dan cara menjana elektrik anda sendiri menggunakan kuasa air, atau dapatkan lebih banyak maklumat tenaga hidro tentang pelbagai reka bentuk kincir air yang tersedia, atau untuk meneroka kelebihan dan kekurangan tenaga hidro, kemudian Klik Di Sini untuk memesan salinan anda dari Amazon hari ini mengenai prinsip dan pembinaan kincir air yang boleh digunakan untuk menjana elektrik.
Masa siaran: Jun-25-2021
