Waterwheel Design para sa Hydro Hydropower Project

Waterwheel Design para sa Hydro Energy
icon ng hydro energyAng hydro energy ay isang teknolohiyang nagko-convert ng kinetic energy ng gumagalaw na tubig sa mekanikal o elektrikal na enerhiya, at ang isa sa mga pinakaunang device na ginamit upang i-convert ang enerhiya ng gumagalaw na tubig sa magagamit na trabaho ay ang Waterwheel Design.
Ang disenyo ng gulong ng tubig ay umunlad sa paglipas ng panahon na may ilang mga gulong ng tubig na naka-orient nang patayo, ang ilan ay pahalang at ang ilan ay may detalyadong mga pulley at mga gear na nakakabit, ngunit lahat sila ay idinisenyo upang gawin ang parehong function at iyon din, "i-convert ang linear na paggalaw ng gumagalaw na tubig sa isang rotary motion na maaaring gamitin upang himukin ang anumang piraso ng makinarya na konektado dito sa pamamagitan ng umiikot na baras”.

Karaniwang Disenyo ng Waterwheel
Ang Maagang Disenyo ng Waterwheel ay medyo primitive at simpleng mga makina na binubuo ng isang patayong kahoy na gulong na may mga kahoy na blades o mga balde na nakapirming pantay sa paligid ng kanilang circumference na lahat ay sinusuportahan sa isang pahalang na baras na may lakas ng tubig na dumadaloy sa ilalim nito na nagtutulak sa gulong sa isang tangential na direksyon laban sa mga blades .
Ang mga patayong waterwheel na ito ay higit na nakahihigit sa naunang disenyo ng pahalang na waterwheel ng mga sinaunang Griyego at Egyptian, dahil maaari silang gumana nang mas mahusay sa pagsasalin ng momentum ng gumagalaw na tubig sa kapangyarihan.Ang mga pulley at gearing ay pagkatapos ay ikinabit sa waterwheel na nagpapahintulot sa pagbabago sa direksyon ng umiikot na baras mula pahalang patungo sa patayo upang mapatakbo ang mga gilingang bato, lagari ng kahoy, pagdurog ng mineral, pagtatatak at pagputol atbp.

Mga Uri ng Water Wheel Design
Karamihan sa mga Waterwheels na kilala rin bilang Watermills o simpleng Water Wheels, ay patayong naka-mount na mga gulong na umiikot sa pahalang na ehe, at ang mga uri ng waterwheels na ito ay inuri ayon sa paraan kung saan inilapat ang tubig sa gulong, na nauugnay sa ehe ng gulong.Gaya ng inaasahan mo, ang mga waterwheel ay medyo malalaking makina na umiikot sa mababang angular na bilis, at may mababang kahusayan, dahil sa mga pagkawala ng friction at hindi kumpletong pagpuno ng mga balde, atbp.
Ang pagkilos ng tubig na tumutulak laban sa mga gulong na balde o sagwan ay nagkakaroon ng torque sa ehe ngunit sa pamamagitan ng pagdidirekta ng tubig sa mga sagwan at mga balde mula sa iba't ibang posisyon sa gulong ang bilis ng pag-ikot at ang kahusayan nito ay maaaring mapabuti.Ang dalawang pinakakaraniwang uri ng disenyo ng waterwheel ay ang "undershot waterwheel" at ang "overshot waterwheel".

Undershot Water Wheel Design
Ang Undershot Water Wheel Design, na kilala rin bilang "stream wheel" ay ang pinakakaraniwang ginagamit na uri ng waterwheel na idinisenyo ng mga sinaunang Griyego at Romano dahil ito ang pinakasimple, pinakamura at pinakamadaling uri ng gulong na gawin.
Sa ganitong uri ng disenyo ng waterwheel, ang gulong ay direktang inilalagay sa isang mabilis na daloy ng ilog at sinusuportahan mula sa itaas.Ang paggalaw ng tubig sa ibaba ay lumilikha ng isang pagkilos na pagtulak laban sa mga nakalubog na sagwan sa ibabang bahagi ng gulong na nagpapahintulot dito na umikot sa isang direksyon na may kaugnayan lamang sa direksyon ng daloy ng tubig.
Ang ganitong uri ng disenyo ng waterwheel ay karaniwang ginagamit sa mga patag na lugar na walang natural na slope ng lupa o kung saan ang daloy ng tubig ay sapat na mabilis na gumagalaw.Kung ikukumpara sa iba pang mga disenyo ng waterwheel, ang ganitong uri ng disenyo ay napaka-inefficient, na may kasing liit na 20% ng potensyal na enerhiya ng tubig na ginagamit upang aktwal na paikutin ang gulong.Gayundin ang enerhiya ng tubig ay ginagamit nang isang beses lamang upang paikutin ang gulong, pagkatapos nito ay umaagos palayo kasama ang natitirang bahagi ng tubig.
Ang isa pang kawalan ng undershot na gulong ng tubig ay nangangailangan ito ng malaking dami ng tubig na gumagalaw nang mabilis.Samakatuwid, ang mga undershot na waterwheel ay kadalasang matatagpuan sa pampang ng mga ilog dahil ang maliliit na sapa o batis ay walang sapat na potensyal na enerhiya sa gumagalaw na tubig.
Ang isang paraan ng bahagyang pagpapabuti ng kahusayan ng isang undershot na waterwheel ay ang paglihis ng isang porsyento mula sa tubig sa ilog sa kahabaan ng isang makitid na channel o duct upang ang 100% ng inilihis na tubig ay magamit upang paikutin ang gulong.Upang makamit ito, ang undershot na gulong ay dapat na makitid at tumpak na magkasya sa loob ng channel upang maiwasan ang pagtakas ng tubig sa mga gilid o sa pamamagitan ng pagtaas ng alinman sa bilang o laki ng mga paddle.

Overshot Waterwheel Design
Ang Overshot Water Wheel Design ay ang pinakakaraniwang uri ng disenyo ng waterwheel.Ang overshot na waterwheel ay mas kumplikado sa pagbuo at disenyo nito kaysa sa nakaraang undershot na waterwheel dahil gumagamit ito ng mga balde o maliliit na compartment upang mahuli at mahawakan ang tubig.
Ang mga balde na ito ay puno ng tubig na umaagos sa tuktok ng gulong.Ang bigat ng gravitational ng tubig sa buong mga balde ay nagiging sanhi ng pag-ikot ng gulong sa gitnang axis nito habang ang mga walang laman na balde sa kabilang panig ng gulong ay nagiging mas magaan.
Ang ganitong uri ng water wheel ay gumagamit ng gravity upang mapabuti ang output gayundin ang tubig mismo, kaya ang mga overshot na waterwheel ay mas mahusay kaysa sa mga undershot na disenyo dahil halos lahat ng tubig at ang bigat nito ay ginagamit upang makagawa ng output power.Gayunpaman, tulad ng dati, ang enerhiya ng tubig ay ginagamit nang isang beses lamang upang paikutin ang gulong, pagkatapos ay umaagos ito palayo kasama ang natitirang bahagi ng tubig.
Ang mga overshot na waterwheel ay sinuspinde sa itaas ng isang ilog o batis at karaniwang itinatayo sa mga gilid ng mga burol na nagbibigay ng suplay ng tubig mula sa itaas na may mababang ulo (ang patayong distansya sa pagitan ng tubig sa itaas at ng ilog o batis sa ibaba) na nasa pagitan ng 5 hanggang -20 metro.Ang isang maliit na dam o weir ay maaaring gawin at magamit sa parehong channel at pataasin ang bilis ng tubig sa tuktok ng gulong na nagbibigay ito ng mas maraming enerhiya ngunit ito ay ang dami ng tubig kaysa sa bilis nito na tumutulong sa pag-ikot ng gulong.

Sa pangkalahatan, ang mga overshot na waterwheel ay itinayo nang kasing laki hangga't maaari upang maibigay ang pinakamalaking posibleng distansya ng ulo para sa gravitational weight ng tubig upang paikutin ang gulong.Gayunpaman, ang malalaking diameter na mga waterwheel ay mas kumplikado at mahal sa paggawa dahil sa bigat ng gulong at tubig.
Kapag ang mga indibidwal na balde ay napuno ng tubig, ang gravitational weight ng tubig ay nagiging sanhi ng pag-ikot ng gulong sa direksyon ng daloy ng tubig.Habang papalapit ang anggulo ng pag-ikot sa ilalim ng gulong, ang tubig sa loob ng balde ay umaagos palabas sa ilog o batis sa ibaba, ngunit ang bigat ng mga balde na umiikot sa likod nito ay nagiging dahilan upang magpatuloy ang gulong sa bilis ng pag-ikot nito.Ang walang laman na balde ay nagpapatuloy sa paligid ng umiikot na gulong hanggang sa muli itong makaakyat sa itaas na handa na mapuno ng mas maraming tubig at ang pag-ikot ay umuulit.Ang isa sa mga disadvantage ng isang overshot na disenyo ng waterwheel ay ang tubig ay ginagamit lamang ng isang beses habang ito ay dumadaloy sa ibabaw ng gulong.

Ang Pitchback Waterwheel Design
Ang Pitchback Water Wheel Design ay isang variation sa nakaraang overshot waterwheel dahil ginagamit din nito ang gravitational weight ng tubig upang makatulong na paikutin ang gulong, ngunit ginagamit din nito ang daloy ng waste water sa ibaba nito upang magbigay ng dagdag na pagtulak.Ang ganitong uri ng disenyo ng waterwheel ay gumagamit ng low head infeed system na nagbibigay ng tubig malapit sa tuktok ng gulong mula sa isang pentrough sa itaas.
Hindi tulad ng overshot na waterwheel na direktang nagdaloy ng tubig sa ibabaw ng gulong na nagiging sanhi ng pag-ikot nito sa direksyon ng daloy ng tubig, pinapakain ng pitchback na waterwheel ang tubig nang patayo pababa sa pamamagitan ng funnel at papunta sa balde sa ibaba na nagiging sanhi ng pag-ikot ng gulong sa tapat. direksyon sa daloy ng tubig sa itaas.
Tulad ng nakaraang overshot waterwheel, ang gravitational weight ng tubig sa mga balde ay nagiging sanhi ng pag-ikot ng gulong ngunit sa isang anti-clockwise na direksyon.Habang papalapit ang anggulo ng pag-ikot sa ilalim ng gulong, ang tubig na nakulong sa loob ng mga balde ay umaagos sa ibaba.Habang ang walang laman na balde ay nakakabit sa gulong, ito ay patuloy na umiikot kasama ang gulong tulad ng dati hanggang sa muli itong makaakyat sa itaas na handa na mapuno ng mas maraming tubig at ang pag-ikot ay umuulit.
Ang pagkakaiba sa pagkakataong ito ay ang basurang tubig na ibinuhos mula sa umiikot na balde ay umaagos palayo sa direksyon ng umiikot na gulong (dahil wala na itong ibang mapupuntahan), katulad ng undershot waterwheel principal.Kaya ang pangunahing bentahe ng pitchback waterwheel ay ang paggamit ng enerhiya ng tubig ng dalawang beses, isang beses mula sa itaas at isang beses mula sa ibaba upang paikutin ang gulong sa paligid ng gitnang axis nito.
Ang resulta ay ang kahusayan ng disenyo ng waterwheel ay lubhang nadagdagan sa higit sa 80% ng enerhiya ng tubig dahil ito ay hinihimok ng parehong gravitaional na bigat ng papasok na tubig at ng puwersa o presyon ng tubig na nakadirekta sa mga balde mula sa itaas, bilang pati na rin ang daloy ng basurang tubig sa ibaba na tumutulak sa mga balde.Ang kawalan ng isang pitchback waterwheel ay nangangailangan ito ng bahagyang mas kumplikadong pag-aayos ng supply ng tubig nang direkta sa itaas ng gulong na may mga chute at pentroughs.

Ang Breastshot Waterwheel Design
Ang Breastshot Water Wheel Design ay isa pang vertically-mounted waterwheel design kung saan pumapasok ang tubig sa mga balde nang halos kalahati ang taas sa taas ng axle, o sa itaas lang nito, at pagkatapos ay umaagos palabas sa ibaba patungo sa direksyon ng pag-ikot ng mga gulong.Sa pangkalahatan, ang breastshot na waterwheel ay ginagamit sa mga sitwasyon kung ang ulo ng tubig ay hindi sapat upang paganahin ang isang overshot o pitchback na disenyo ng waterwheel mula sa itaas.
Ang kawalan dito ay ang gravitational weight ng tubig ay ginagamit lamang para sa halos isang-kapat ng pag-ikot hindi tulad ng dati na para sa kalahati ng pag-ikot.Upang malampasan ang mababang taas ng ulo na ito, ang mga waterwheels bucket ay ginagawang mas malawak upang makuha ang kinakailangang dami ng potensyal na enerhiya mula sa tubig.
Gumagamit ang mga breastshot na waterwheel ng halos parehong gravitational weight ng tubig upang paikutin ang gulong ngunit dahil ang taas ng ulo ng tubig ay humigit-kumulang kalahati ng karaniwang overshot na waterwheel, ang mga balde ay mas malawak kaysa sa mga nakaraang disenyo ng waterwheel upang madagdagan ang volume ng tubig nahuli sa mga balde.Ang kawalan ng ganitong uri ng disenyo ay ang pagtaas ng lapad at bigat ng tubig na dinadala ng bawat balde.Tulad ng disenyo ng pitchback, ang breastshot wheel ay gumagamit ng enerhiya ng tubig nang dalawang beses habang ang waterwheel ay idinisenyo upang umupo sa tubig na nagpapahintulot sa basurang tubig na tumulong sa pag-ikot ng gulong habang ito ay umaagos pababa sa agos.

Bumuo ng Elektrisidad Gamit ang Waterwheel
Sa kasaysayan, ang mga gulong ng tubig ay ginamit para sa paggiling ng harina, cereal at iba pang mga gawaing mekanikal.Ngunit ang mga gulong ng tubig ay maaari ding gamitin para sa pagbuo ng kuryente, na tinatawag na Hydro Power system.Sa pamamagitan ng pagkonekta ng electric generator sa waterwheels rotating shaft, direkta man o hindi direktang gamit ang mga drive belt at pulley, ang mga waterwheels ay maaaring gamitin upang makabuo ng kuryente nang tuluy-tuloy 24 na oras sa isang araw hindi tulad ng solar energy.Kung ang waterwheel ay idinisenyo nang tama, ang isang maliit o "micro" hydroelectric system ay makakapagdulot ng sapat na kuryente para sa pagpapagana ng mga ilaw at/o mga electrical appliances sa isang karaniwang tahanan.
Maghanap ng Mga Water wheel Generator na idinisenyo upang makagawa ng pinakamainam na output nito sa medyo mababang bilis.Para sa maliliit na proyekto, ang isang maliit na DC motor ay maaaring gamitin bilang isang low-speed generator o isang automotive alternator ngunit ang mga ito ay idinisenyo upang gumana sa mas mataas na bilis kaya maaaring kailanganin ang ilang uri ng gearing.Ang isang wind turbine generator ay gumagawa ng isang perpektong waterwheel generator dahil ito ay dinisenyo para sa mababang bilis, mataas na output na operasyon.
Kung mayroong isang medyo mabilis na pag-agos ng ilog o sapa malapit sa iyong tahanan o hardin na maaari mong gamitin, kung gayon ang isang maliit na sistema ng hydro power ay maaaring isang mas mahusay na alternatibo sa iba pang mga anyo ng nababagong mapagkukunan ng enerhiya tulad ng "Enerhiya ng Hangin" o "Enerhiya ng Solar ” dahil ito ay may mas kaunting visual na epekto.Katulad din ng hangin at solar energy, na may grid-connected small scale waterwheel designed generating system na konektado sa lokal na utility grid, anumang kuryente na iyong nalilikha ngunit hindi ginagamit ay maaaring ibenta pabalik sa kumpanya ng kuryente.
Sa susunod na tutorial tungkol sa Hydro Energy, titingnan natin ang iba't ibang uri ng turbine na magagamit na maaari naming ilakip sa aming disenyo ng waterwheel para sa pagbuo ng hydro power.Para sa higit pang impormasyon tungkol sa Waterwheel Design at kung paano bumuo ng sarili mong kuryente gamit ang kapangyarihan ng tubig, o makakuha ng higit pang impormasyon ng hydro energy tungkol sa iba't ibang disenyo ng waterwheel na magagamit, o upang tuklasin ang mga pakinabang at disadvantage ng hydro energy, pagkatapos ay Mag-click Dito para mag-order ng iyong kopya mula sa Amazon ngayon tungkol sa mga prinsipyo at pagtatayo ng mga waterwheels na maaaring magamit para sa pagbuo ng kuryente.