Gidroenergetika uchun suv g'ildiragi dizayni
gidroenergetika iconHydroenergiya harakatlanuvchi suvning kinetik energiyasini mexanik yoki elektr energiyasiga aylantiruvchi texnologiya boʻlib, harakatlanuvchi suv energiyasini yaroqli ishga aylantirish uchun foydalanilgan eng qadimgi qurilmalardan biri suv gʻildiragi dizayni boʻlgan.
Suv g'ildiragi dizayni vaqt o'tishi bilan ba'zi suv g'ildiraklari vertikal yo'naltirilgan, ba'zilari gorizontal va ba'zilari ishlab chiqilgan g'ildiraklar va tishli g'ildiraklar bilan takomillashtirildi, ammo ularning barchasi bir xil funktsiyani bajarish uchun mo'ljallangan va bu ham "harakatlanuvchi suvning chiziqli harakatini aylantiradi. aylanuvchi mil orqali unga ulangan har qanday mexanizmni haydash uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan aylanish harakati ".
Oddiy suv g'ildiragi dizayni
Dastlabki suv g'ildiragi dizayni juda oddiy va oddiy mashinalar bo'lib, ular aylanasi bo'ylab teng ravishda o'rnatilgan yog'och pichoqlari yoki chelaklari bo'lgan vertikal yog'och g'ildirakdan iborat bo'lib, ularning barchasi gorizontal milga o'rnatilgan bo'lib, uning ostidan oqib o'tadigan suv kuchi bilan g'ildirakni pichoqlarga teginish yo'nalishi bo'yicha itaradi. .
Ushbu vertikal suv g'ildiraklari qadimgi yunonlar va misrliklarning oldingi gorizontal suv g'ildiragi dizaynidan ancha ustun edi, chunki ular harakatlanuvchi suvning momentumini quvvatga aylantirish orqali yanada samarali ishlashi mumkin edi.Keyin suv g'ildiragiga g'ildiraklar va tishli mexanizmlar biriktirildi, bu tegirmon toshlarini ishlatish, yog'ochni arralash, rudani maydalash, shtamplash va kesish va h.k. uchun gorizontaldan vertikalga aylanadigan milning yo'nalishini o'zgartirishga imkon berdi.
Suv g'ildiragi dizayni turlari
Ko'pgina suv g'ildiraklari, shuningdek, suv tegirmonlari yoki oddiygina suv g'ildiraklari sifatida ham tanilgan, gorizontal o'q atrofida aylanadigan vertikal o'rnatilgan g'ildiraklardir va bu turdagi suv g'ildiraklari g'ildirak o'qiga nisbatan suvning g'ildirakka qo'llanilishiga qarab tasniflanadi.Siz kutganingizdek, suv g'ildiraklari nisbatan katta mashinalar bo'lib, ular past burchak tezliklarida aylanadi va ishqalanish natijasida yo'qotishlar va chelaklarni to'liq to'ldirilmaganligi sababli past samaradorlikka ega.
Suvning g'ildirak paqirlari yoki eshkaklariga surish ta'siri o'qda momentni rivojlantiradi, lekin suvni g'ildirakning turli pozitsiyalaridan bu eshkaklar va chelaklarga yo'naltirish orqali aylanish tezligi va uning samaradorligini oshirish mumkin.Suv g'ildiragi dizaynining ikkita eng keng tarqalgan turi - bu "pastki suv g'ildiragi" va "to'plangan suv g'ildiragi".
Pastki suv g'ildiragi dizayni
"Oqim g'ildiragi" sifatida ham tanilgan Undershot suv g'ildiragi dizayni qadimgi yunonlar va rimliklar tomonidan ishlab chiqilgan eng ko'p ishlatiladigan suv g'ildiragi turi bo'lgan, chunki u eng oddiy, eng arzon va qurilishi eng oson g'ildirak turidir.
Ushbu turdagi suv g'ildiragi dizaynida g'ildirak oddiygina tez oqadigan daryoga joylashtiriladi va yuqoridan quvvatlanadi.Pastdagi suvning harakati g'ildirakning pastki qismidagi suv ostida bo'lgan eshkaklarga qarshi surish harakatini hosil qiladi, bu esa uni faqat suv oqimi yo'nalishiga nisbatan bir yo'nalishda aylantirish imkonini beradi.
Ushbu turdagi suv g'ildiragi dizayni odatda quruqlikning tabiiy qiyaligi bo'lmagan yoki suv oqimi etarlicha tez harakatlanadigan tekis joylarda qo'llaniladi.Boshqa suv g'ildiragi konstruktsiyalari bilan solishtirganda, bu turdagi dizayn juda samarasiz bo'lib, g'ildirakni aylantirish uchun suvning potentsial energiyasining 20% dan kamrog'i ishlatiladi.Shuningdek, suv energiyasi g'ildirakni aylantirish uchun faqat bir marta ishlatiladi, shundan so'ng u suvning qolgan qismi bilan birga oqib chiqadi.
Suv ostidagi g'ildirakning yana bir kamchiligi shundaki, u tezlikda harakatlanadigan katta miqdordagi suvni talab qiladi.Shuning uchun, pastki suv g'ildiraklari odatda daryolar qirg'og'ida joylashgan, chunki kichikroq oqimlar yoki ariqlar harakatlanuvchi suvda etarli potentsial energiyaga ega emas.
Suv g'ildiragining samaradorligini biroz oshirish usullaridan biri daryodagi suvning bir qismini tor kanal yoki kanal bo'ylab burishdir, shunda g'ildirakni aylantirish uchun 100% suv sarflanadi.Bunga erishish uchun pastki g'ildirak tor bo'lishi va suvning yon tomonlarga chiqib ketishiga yo'l qo'ymaslik yoki eshkaklarning sonini yoki hajmini oshirish orqali kanal ichiga juda aniq mos kelishi kerak.
Overshot Waterwheel Design
Overshot Water Wheel Design - suv g'ildiragi dizaynining eng keng tarqalgan turi.Yuqori suv g'ildiragi avvalgi suv g'ildiragiga qaraganda tuzilishi va dizayni jihatidan ancha murakkab, chunki u suvni ushlab turish va ushlab turish uchun chelaklar yoki kichik bo'limlardan foydalanadi.
Bu chelaklar g'ildirakning yuqori qismida oqadigan suv bilan to'ldiriladi.To'liq chelaklardagi suvning tortishish og'irligi g'ildirakning markaziy o'qi atrofida aylanishiga olib keladi, chunki g'ildirakning boshqa tomonidagi bo'sh chelaklar engilroq bo'ladi.
Ushbu turdagi suv g'ildiragi tortishish kuchidan suvning o'zi bilan bir qatorda ishlab chiqarishni yaxshilash uchun foydalanadi, shuning uchun haddan tashqari suv g'ildiraklari pastki chizilganlarga qaraganda ancha samaraliroqdir, chunki deyarli barcha suv va uning og'irligi chiqish quvvatini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi.Biroq, avvalgidek, suv energiyasi g'ildirakni aylantirish uchun faqat bir marta ishlatiladi, shundan so'ng u suvning qolgan qismi bilan birga oqib chiqadi.
Suv g'ildiraklari daryo yoki oqim ustida osilgan bo'lib, odatda tepaliklarning yonbag'irlarida qurilgan bo'lib, yuqoridan past balandlikda (yuqoridagi suv va pastdagi daryo yoki oqim orasidagi vertikal masofa) 5 dan 5 gacha bo'lgan suv ta'minotini ta'minlaydi. -20 metr.Kichik to'g'on yoki to'g'on qurish va suvning tezligini g'ildirakning yuqori qismiga ko'tarish uchun ishlatilishi mumkin, bu unga ko'proq energiya beradi, ammo bu g'ildirakni aylantirishga yordam beradigan tezligi emas, balki suvning hajmi.
Odatda, suv g'ildiraklari g'ildirakni aylantirish uchun suvning tortishish og'irligi uchun maksimal bosh masofasini berish uchun imkon qadar kattaroq qilib qurilgan.Biroq, katta diametrli suv g'ildiraklari g'ildirak va suvning og'irligi tufayli qurilishi murakkabroq va qimmatroq.
Alohida chelaklar suv bilan to'ldirilganda, suvning tortishish og'irligi g'ildirakning suv oqimi yo'nalishi bo'yicha aylanishiga olib keladi.Aylanish burchagi g'ildirakning pastki qismiga yaqinlashganda, chelak ichidagi suv quyida joylashgan daryo yoki oqimga quyiladi, lekin uning orqasida aylanadigan chelaklarning og'irligi g'ildirakning aylanish tezligi bilan davom etishiga olib keladi.Bo'sh chelak yana suv bilan to'ldirishga tayyor bo'lgunga qadar aylanuvchi g'ildirak atrofida davom etadi va tsikl takrorlanadi.Haddan tashqari suv g'ildiragi dizaynining kamchiliklaridan biri shundaki, suv g'ildirak ustida oqayotganda faqat bir marta ishlatiladi.
Pitchback suv g'ildiragi dizayni
Pitchback suv g'ildiragi dizayni oldingi suv g'ildiragining o'zgarishi bo'lib, u g'ildirakni aylantirishga yordam berish uchun suvning tortish og'irligini ham ishlatadi, lekin u qo'shimcha turtki berish uchun uning ostidagi chiqindi suv oqimidan ham foydalanadi.Ushbu turdagi suv g'ildiragi dizayni g'ildirakning yuqori qismiga yuqoridagi chuqurlikdan suvni ta'minlaydigan past boshli kiritish tizimidan foydalanadi.
Suvni to'g'ridan-to'g'ri g'ildirak ustiga yo'naltiradigan va uni suv oqimi yo'nalishi bo'yicha aylantirishga olib keladigan suv g'ildiragidan farqli o'laroq, teskari suv g'ildiragi suvni voronka orqali vertikal ravishda pastga va pastki chelakka yuboradi va g'ildirakning teskari tomonga aylanishiga olib keladi. yuqoridagi suv oqimiga yo'nalish.
Oldingi suv g'ildiragi singari, chelaklardagi suvning tortishish og'irligi g'ildirakning aylanishiga olib keladi, lekin soat miliga teskari yo'nalishda.Aylanish burchagi g'ildirakning pastki qismiga yaqinlashganda, chelaklar ichidagi suv pastga tushadi.Bo'sh chelak g'ildirakka biriktirilganda, u yana suv bilan to'ldirishga tayyor bo'lgunga qadar g'ildirak bilan avvalgidek aylanishda davom etadi va tsikl takrorlanadi.
Bu safargi farq shundaki, aylanuvchi chelakdan bo'shatilgan chiqindi suv aylanuvchi g'ildirak yo'nalishi bo'yicha (chunki uning boshqa boradigan joyi yo'q) suv ostidagi suv g'ildiragi printsipiga o'xshaydi.Shunday qilib, pitchback suv g'ildiragining asosiy afzalligi shundaki, u g'ildirakni markaziy o'qi atrofida aylantirish uchun suv energiyasidan ikki marta, bir marta yuqoridan va bir marta pastdan foydalanadi.
Natijada, suv g'ildiragi konstruktsiyasining samaradorligi suv energiyasining 80% dan ortig'iga sezilarli darajada oshadi, chunki u kiruvchi suvning tortishish og'irligi va yuqoridan chelaklarga yo'naltirilgan suvning kuchi yoki bosimi bilan boshqariladi. shuningdek, quyida joylashgan chiqindi suvning oqishi chelaklarga qarshi itariladi.G'ildirak ustidagi suv g'ildiragining kamchiligi shundaki, u g'ildirak ustidagi chuqurchalar va chuqurchalar bilan bir oz murakkabroq suv ta'minotini talab qiladi.
Breastshot Waterwheel dizayni
Breastshot suv g'ildiragi dizayni vertikal ravishda o'rnatilgan suv g'ildiragining yana bir dizayni bo'lib, suv chelaklarga o'q balandligida taxminan yarmigacha yoki undan biroz yuqoriga kiradi va keyin g'ildiraklarning aylanish yo'nalishi bo'yicha pastki qismdan oqib chiqadi.Odatda, ko'krak qafasidagi suv g'ildiragi suvning boshi yuqoridan haddan tashqari ko'tarilgan yoki pitchback suv g'ildiragi dizaynini quvvatlantirish uchun etarli bo'lmagan holatlarda qo'llaniladi.
Bu erda kamchilik shundaki, suvning tortishish og'irligi avvalgi aylanishning yarmi uchun bo'lganidan farqli o'laroq, faqat aylanishning to'rtdan bir qismi uchun ishlatiladi.Ushbu past bosh balandligini engish uchun suv g'ildiraklarining chelaklari suvdan kerakli miqdordagi potentsial energiyani olish uchun kengroq qilib qo'yiladi.
Breastshot suv g'ildiraklari g'ildirakni aylantirish uchun suvning taxminan bir xil tortishish og'irligidan foydalanadi, ammo suvning bosh balandligi odatdagi suv g'ildiragining yarmiga teng bo'lganligi sababli, chelaklar suv hajmini oshirish uchun oldingi suv g'ildiragi dizayniga qaraganda ancha kengroqdir. chelaklarda ushlangan.Ushbu turdagi dizaynning kamchiliklari har bir chelak tomonidan olib boriladigan suvning kengligi va og'irligining oshishi hisoblanadi.Pitchback dizaynida bo'lgani kabi, ko'krak qafasidagi g'ildirak suvning energiyasidan ikki marta foydalanadi, chunki suv g'ildiragi suvda o'tirish uchun mo'ljallangan, bu chiqindi suv oqim bo'ylab oqayotganda g'ildirakning aylanishiga yordam beradi.
Suv g'ildiragi yordamida elektr energiyasini ishlab chiqarish
Tarixan suv g'ildiraklari un, don va boshqa mexanik ishlarni maydalash uchun ishlatilgan.Ammo suv g'ildiraklari gidroenergetika tizimi deb ataladigan elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ham ishlatilishi mumkin.Elektr generatorini suv g'ildiraklarining aylanadigan miliga to'g'ridan-to'g'ri yoki bilvosita haydovchi kamarlar va kasnaklar yordamida ulash orqali suv g'ildiraklari quyosh energiyasidan farqli ravishda kuniga 24 soat uzluksiz quvvat ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.Agar suv g'ildiragi to'g'ri ishlab chiqilgan bo'lsa, kichik yoki "mikro" gidroelektr tizimi o'rtacha uydagi yorug'lik va / yoki elektr jihozlarini quvvatlantirish uchun etarli miqdorda elektr energiyasini ishlab chiqarishi mumkin.
Nisbatan past tezlikda optimal quvvat ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan suv g'ildiragi generatorlarini qidiring.Kichik loyihalar uchun kichik shahar dvigateli past tezlikda ishlaydigan generator yoki avtomobil alternatori sifatida ishlatilishi mumkin, ammo ular ancha yuqori tezlikda ishlashga mo'ljallangan, shuning uchun ba'zi bir tishli mexanizmlar talab qilinishi mumkin.Shamol turbinasi generatori ideal suv g'ildiragi generatorini yaratadi, chunki u past tezlikda, yuqori ishlab chiqarishda ishlash uchun mo'ljallangan.
Agar sizning uyingiz yoki bog'ingiz yaqinida juda tez oqadigan daryo yoki oqim bo'lsa, undan foydalanishingiz mumkin bo'lsa, kichik hajmdagi gidroenergetika tizimi qayta tiklanadigan energiya manbalarining boshqa shakllariga, masalan, "Shamol energiyasi" yoki "Quyosh energiyasiga" yaxshiroq alternativ bo'lishi mumkin. ” chunki u juda kamroq vizual ta'sirga ega.Shuningdek, shamol va quyosh energiyasi kabi, tarmoqqa ulangan kichik oʻlchamli suv gʻildiragiga moʻljallangan ishlab chiqarish tizimi mahalliy kommunal tarmoqqa ulangan holda siz ishlab chiqaradigan, lekin foydalanmayotgan har qanday elektr quvvati elektr energiyasi kompaniyasiga qaytarilishi mumkin.
Gidroenergetika bo'yicha keyingi o'quv qo'llanmada biz gidroenergetika ishlab chiqarish uchun suv g'ildiragi dizayniga biriktirishimiz mumkin bo'lgan har xil turdagi turbinalarni ko'rib chiqamiz.Suv g'ildiragi dizayni haqida ko'proq ma'lumot olish va suv kuchidan foydalangan holda o'z elektr energiyangizni qanday ishlab chiqarish yoki suv g'ildiragining turli dizaynlari haqida ko'proq gidroenergetika ma'lumotlarini olish yoki gidroenergetikaning afzalliklari va kamchiliklarini o'rganish uchun, keyin nusxasini buyurtma qilish uchun shu yerni bosing. Amazondan bugungi kunda elektr energiyasini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin bo'lgan suv g'ildiraklarining printsiplari va tuzilishi haqida.
Yuborilgan vaqt: 25-iyun-2021
