Hidroelektrik Projesi için Su Çarkı Tasarımı

Hidro Enerji için Su Çarkı Tasarımı
hidro enerji simgesiHidro enerji, hareket eden suyun kinetik enerjisini mekanik veya elektrik enerjisine dönüştüren bir teknolojidir ve hareketli suyun enerjisini kullanılabilir işe dönüştürmek için kullanılan en eski cihazlardan biri Su Çarkı Tasarımı idi.
Su çarkı tasarımı, bazı su çarklarının dikey, bazılarının yatay, bazılarının da ayrıntılı kasnaklar ve dişliler takılı olduğu zaman içinde gelişti, ancak hepsi aynı işlevi yapmak üzere tasarlandı ve bu da "hareket eden suyun doğrusal hareketini suya dönüştürmek". Dönen bir mil aracılığıyla kendisine bağlı herhangi bir makine parçasını sürmek için kullanılabilen bir dönme hareketi”.

Tipik Su Çarkı Tasarımı
Erken Su Çarkı Tasarımı, altından akan suyun kuvvetiyle çarkı bıçaklara teğet bir yönde iterek, tamamı yatay bir şaft üzerinde desteklenen, ahşap bıçakları veya çevrelerine eşit olarak sabitlenmiş kovaları olan dikey bir ahşap çarktan oluşan oldukça ilkel ve basit makinelerdi. .
Bu dikey su çarkları, eski Yunanlılar ve Mısırlılar tarafından yapılan önceki yatay su çarkı tasarımından çok daha üstündü, çünkü hareket halindeki suyun momentumunu güce çevirerek daha verimli bir şekilde çalışabilirlerdi.Daha sonra değirmen taşları, testere odunu, cevher kırma, damgalama ve kesme vb. için dönen bir şaftın yönünü yataydan dikeye değiştirmeye izin veren su çarkına kasnaklar ve dişliler takıldı.

Su Çarkı Tasarım Çeşitleri
Su Değirmenleri veya basitçe Su Çarkı olarak da bilinen çoğu Su Çarkı, yatay bir aks etrafında dönen dikey olarak monte edilmiş çarklardır ve bu tip su çarkları, çarkın aksına göre suyun çarka uygulanma şekline göre sınıflandırılır.Tahmin edebileceğiniz gibi, su çarkları, düşük açısal hızlarda dönen ve sürtünme kayıpları ve kovaların eksik doldurulması vb. nedeniyle düşük verimliliğe sahip nispeten büyük makinelerdir.
Suyun tekerlek kovalarına veya kanatçıklarına karşı itme hareketi aks üzerinde tork geliştirir ancak suyu bu kanatçıklara ve kovalara tekerlek üzerinde farklı konumlardan yönlendirerek dönme hızı ve verimliliği arttırılabilir.Su çarkı tasarımının en yaygın iki türü, "altından çekilmiş su çarkı" ve "üstünden taşan su çarkı"dır.

Undershot Su Çarkı Tasarımı
“Akarsu çarkı” olarak da bilinen Undershot Su Çarkı Tasarımı, inşa edilmesi en basit, en ucuz ve en kolay çark türü olduğu için eski Yunanlılar ve Romalılar tarafından tasarlanan en yaygın su çarkı tipiydi.
Bu tip su çarkı tasarımında çark, doğrudan hızlı akan bir nehre yerleştirilir ve yukarıdan desteklenir.Aşağıdaki suyun hareketi, çarkın alt kısmındaki batık kanatçıklara karşı bir itme hareketi oluşturarak suyun akış yönüne göre sadece bir yönde dönmesine izin verir.
Bu tip su çarkı tasarımı genellikle arazinin doğal eğimi olmayan düz alanlarda veya su akışının yeterince hızlı hareket ettiği yerlerde kullanılır.Diğer su çarkı tasarımları ile karşılaştırıldığında, bu tasarım türü çok verimsizdir ve çarkı fiilen döndürmek için kullanılan suyun potansiyel enerjisinin %20'si kadar azdır.Ayrıca suyun enerjisi çarkı döndürmek için yalnızca bir kez kullanılır, ardından suyun geri kalanıyla birlikte akar.
Alttan su çarkının bir başka dezavantajı, hızla hareket eden büyük miktarlarda su gerektirmesidir.Bu nedenle, daha küçük akarsular veya dereler hareket eden suda yeterli potansiyel enerjiye sahip olmadığı için, alttan çekilmiş su çarkları genellikle nehir kıyılarında bulunur.
Alttan çekilmiş bir su çarkının verimliliğini biraz artırmanın bir yolu, nehirdeki suyun bir yüzdesini dar bir kanal veya kanal boyunca yönlendirerek çarkı döndürmek için yönlendirilen suyun %100'ünü kullanmaktır.Bunu başarmak için, alt çarkın dar olması ve suyun kenarlardan kaçmasını önlemek için veya kanatların sayısını veya boyutunu artırarak kanala çok hassas bir şekilde oturması gerekir.

Aşırı Su Çarkı Tasarımı
Overshot Water Wheel Tasarımı, en yaygın su çarkı tasarımı türüdür.Suyu hem tutmak hem de tutmak için kovalar veya küçük bölmeler kullandığından, üstten taşan su çarkının yapısı ve tasarımı önceki alttan açık su çarkına göre daha karmaşıktır.
Bu kovalar, çarkın üst kısmından akan suyla doldurulur.Dolu kovalardaki suyun yerçekimi ağırlığı, çarkın diğer tarafındaki boş kovalar hafifledikçe çarkın merkez ekseni etrafında dönmesine neden olur.
Bu tip su çarkı, suyun kendisi kadar çıktıyı da iyileştirmek için yerçekimini kullanır, bu nedenle suyun hemen hemen tamamı ve ağırlığı çıktı gücü üretmek için kullanıldığından, aşırı su çarkları, alttan su çarkları tasarımlarından çok daha verimlidir.Ancak daha önce olduğu gibi, su enerjisi çarkı döndürmek için yalnızca bir kez kullanılır, ardından suyun geri kalanıyla birlikte akar.
Overshot su çarkları bir nehir veya derenin üzerinde asılıdır ve genellikle tepelerin kenarlarına inşa edilir ve yukarıdan bir su beslemesi sağlar ve düşük bir yüksekliği (yukarıdaki su ile aşağıdaki nehir veya akış arasındaki dikey mesafe) 5 ila 5 arasında değişir. -20 metre.Küçük bir baraj veya bent inşa edilebilir ve suyun hızını çarkın tepesine yönlendirmek ve artırmak için kullanılabilir ve ona daha fazla enerji verir, ancak çarkın dönmesine yardımcı olan hızından ziyade suyun hacmidir.

Genel olarak, taşan su çarkları, çarkı döndürmek için suyun yerçekimi ağırlığı için mümkün olan en büyük kafa mesafesini vermek üzere mümkün olduğunca büyük yapılır.Bununla birlikte, büyük çaplı su çarkları, çarkın ve suyun ağırlığı nedeniyle daha karmaşık ve inşa edilmesi pahalıdır.
Tek tek kovalar suyla dolduğunda, suyun yerçekimi ağırlığı çarkın su akışı yönünde dönmesine neden olur.Dönme açısı çarkın dibine yaklaştıkça kepçenin içindeki su aşağıdaki nehir veya akıntıya boşalır, ancak arkasında dönen kepçelerin ağırlığı çarkın dönme hızına devam etmesine neden olur.Boş kova, tekrar daha fazla su ile doldurulmaya hazır hale gelene kadar dönen çarkın etrafında devam eder ve döngü tekrarlanır.Aşırı su çarkı tasarımının dezavantajlarından biri, suyun çarkın üzerinden akarken yalnızca bir kez kullanılmasıdır.

Pitchback Su Çarkı Tasarımı
Pitchback Su Çarkı Tasarımı, çarkın dönmesine yardımcı olmak için suyun yerçekimsel ağırlığını kullandığından, önceki aşırı su çarkının bir varyasyonudur, ancak aynı zamanda ekstra bir itme sağlamak için altındaki atık suyun akışını da kullanır.Bu tip su çarkı tasarımı, çarkın tepesine yakın suyu yukarıdaki bir çukurdan sağlayan düşük kafalı bir besleme sistemi kullanır.
Suyu doğrudan çarkın üzerinden akıtan ve suyun akış yönünde dönmesine neden olan aşırı su çarkının aksine, ters su çarkı suyu bir huni aracılığıyla dikey olarak aşağıya ve aşağıdaki kovaya besleyerek çarkın ters yönde dönmesine neden olur. Yukarıdaki suyun akış yönü.
Tıpkı önceki su çarkında olduğu gibi, kovalardaki suyun yerçekimi ağırlığı çarkın saat yönünün tersine dönmesine neden olur.Dönme açısı çarkın dibine yaklaştıkça kovaların içinde kalan su aşağıya boşalır.Boş kova tekerleğe takıldığından, daha fazla su ile doldurulmaya hazır hale gelene kadar tekrar tekerlekle birlikte dönmeye devam eder ve döngü tekrarlanır.
Bu seferki fark, dönen kovadan boşaltılan atık suyun, alttan su çarkı prensibine benzer şekilde (gidecek başka yeri olmadığı için) dönen çark yönünde akmasıdır.Bu nedenle, geri adımlı su çarkının ana avantajı, çarkı merkezi ekseni etrafında döndürmek için suyun enerjisini bir kez yukarıdan ve bir kez aşağıdan olmak üzere iki kez kullanmasıdır.
Sonuç olarak, su çarkı tasarımının verimliliği, hem gelen suyun yerçekimi ağırlığı hem de yukarıdan kovalara yönlendirilen suyun kuvveti veya basıncı tarafından tahrik edildiğinden, su enerjisinin %80'inin üzerine büyük ölçüde arttırılmıştır. ayrıca kovalara doğru iten atık suyun akışı.Bir geri tepme su çarkının dezavantajı, doğrudan çarkın üzerinde oluklar ve çukurlarla birlikte biraz daha karmaşık bir su temini düzenlemesine ihtiyaç duymasıdır.

Göğüs Vuruşu Su Çarkı Tasarımı
Breastshot Su Çarkı Tasarımı, suyun kovalara aks yüksekliğinde veya hemen üstünden girdiği ve daha sonra tekerleklerin dönüş yönünde alttan aktığı, dikey olarak monte edilmiş başka bir su çarkı tasarımıdır.Genel olarak, göğüs suyu çarkı, suyun üst kısmının yukarıdan bir su çarkı tasarımına güç sağlamak için yetersiz olduğu durumlarda kullanılır.
Buradaki dezavantaj, suyun yerçekimsel ağırlığının, daha önce dönüşün yarısı için kullanılanın aksine, dönüşün sadece yaklaşık dörtte biri için kullanılmasıdır.Bu düşük kafa yüksekliğinin üstesinden gelmek için, sudan gerekli miktarda potansiyel enerjiyi çıkarmak için su çarkı kovaları daha geniş yapılmıştır.
Göğüs su çarkları çarkı döndürmek için suyun yaklaşık olarak aynı yerçekimi ağırlığını kullanır, ancak suyun kafa yüksekliği tipik bir üstten su çarkının yüksekliğinin yaklaşık yarısı kadar olduğundan, kovalar suyun hacmini artırmak için önceki su çarkı tasarımlarından çok daha geniştir. kovalara yakalandı.Bu tip tasarımın dezavantajı, her bir kova tarafından taşınan suyun genişliği ve ağırlığının artmasıdır.Pitchback tasarımında olduğu gibi, su çarkı suya oturacak şekilde tasarlandığından, göğüs atış çarkı suyun enerjisini iki kez kullanır ve atık suyun akıntıdan aşağı akarken çarkın dönmesine yardımcı olur.

Su Çarkı Kullanarak Elektrik Üretin
Tarihsel olarak su çarkları, un, tahıl gevrekleri ve benzeri diğer mekanik görevlerin öğütülmesi için kullanılmıştır.Ancak su çarkları, Hidro Güç sistemi adı verilen elektrik üretimi için de kullanılabilir.Su çarklarının dönen şaftına bir elektrik jeneratörü bağlayarak, doğrudan veya dolaylı olarak tahrik kayışları ve kasnaklar kullanarak su çarkları, güneş enerjisinden farklı olarak günde 24 saat sürekli güç üretmek için kullanılabilir.Su çarkı doğru tasarlanmışsa, küçük veya “mikro” bir hidroelektrik sistem, ortalama bir evdeki aydınlatmaya ve/veya elektrikli cihazlara güç sağlamak için yeterli elektrik üretebilir.
Optimum çıkışını nispeten düşük hızlarda üretmek için tasarlanmış Su çarklı Jeneratörleri arayın.Küçük projeler için, küçük bir DC motor, düşük hızlı bir jeneratör veya bir otomotiv alternatörü olarak kullanılabilir, ancak bunlar çok daha yüksek hızlarda çalışacak şekilde tasarlanmıştır, bu nedenle bir tür dişli takımı gerekebilir.Bir rüzgar türbini jeneratörü, düşük hızlı, yüksek çıkışlı çalışma için tasarlandığından ideal bir su çarkı jeneratörü yapar.
Evinizin veya bahçenizin yakınında kullanabileceğiniz oldukça hızlı akan bir nehir veya akarsu varsa, küçük ölçekli bir hidroelektrik sistemi, “Rüzgar Enerjisi” veya “Güneş Enerjisi” gibi diğer yenilenebilir enerji kaynaklarına daha iyi bir alternatif olabilir. ” çünkü çok daha az görsel etkiye sahip.Ayrıca tıpkı rüzgar ve güneş enerjisi gibi, yerel şebekeye bağlı, şebekeye bağlı küçük ölçekli su çarkı tasarımlı bir üretim sistemi ile, ürettiğiniz ancak kullanmadığınız herhangi bir elektrik elektrik şirketine geri satılabilir.
Hidro Enerji ile ilgili bir sonraki eğitimde, hidroelektrik üretimi için su çarkı tasarımımıza ekleyebileceğimiz farklı türdeki türbinlere bakacağız.Su Çarkı Tasarımı ve suyun gücünü kullanarak kendi elektriğinizi nasıl üreteceğiniz hakkında daha fazla bilgi için veya mevcut çeşitli su çarkı tasarımları hakkında daha fazla hidro enerji bilgisi elde etmek veya hidro enerjinin avantaj ve dezavantajlarını keşfetmek için, ardından kopyanızı sipariş etmek için Buraya Tıklayın Bugün Amazon'dan elektrik üretmek için kullanılabilecek su çarklarının ilkeleri ve yapımı hakkında.