Как сделать турбину: Как смастерить турбину: мастер-класс

принцип работы, устройство, кпд, схема

Идея практического применения энергии пара далеко не нова, использование паровых турбин в промышленных масштабах давно стало частью нашей жизни. Именно эти агрегаты, установленные на различных электростанциях и ТЭЦ, на 99% снабжают электричеством наши дома. Однако, некоторые мастера-умельцы умудряются внедрить принцип преобразования тепловой энергии в электрическую у себя дома. Для этого используется самодельная паровая турбина минимальных размеров и мощности. О том, как ее собрать в домашних условиях, и пойдет речь в данной статье.

Как работает паровая турбина?

В сущности, паровые турбины являются составной частью сложной системы, призванной преобразовать энергию топлива в электричество, иногда – в тепло.

На данный момент этот способ считается экономически выгодным. Технологически это происходит следующим образом:

• твердое или жидкое топливо сжигается в паровой котельной установке. В результате рабочее тело (вода) обращается в пар;
• полученный пар дополнительно перегревается и достигает температуры 435 ºС при давлении 3. 43 МПа. Это необходимо для того, чтобы добиться максимального КПД работы всей системы;
• по трубопроводам рабочее тело доставляется к турбине, где равномерно распределяется по соплам с помощью специальных агрегатов;
• сопла подают острый пар на изогнутые лопатки, закрепленные на валу, и заставляет его вращаться. Таким образом, кинетическая энергия расширяющегося пара переходит в механическое движение, это и есть принцип действия паровой турбины;
• вал генератора, представляющего собой «электродвигатель наоборот», вращается ротором турбины, в результате чего вырабатывается электроэнергия;
• отработанный пар попадает в конденсатор, где от соприкосновения с охлажденной водой в теплообменнике переходит в жидкое состояние и насосом снова подается в котел на прогрев.

Примечание. В лучшем случае КПД паровой турбины достигает 60%, а всей системы – не более 47%. Значительная часть энергии топлива уходит с теплопотерями и расходуется на преодоления силы трения при вращении валов.

Ниже на функциональной схеме показан принцип работы паровой турбины совместно с котельной установкой, электрическим генератором и прочими элементами системы:

Чтобы не допускать снижения эффективности работы, на валу ротора располагается максимальное расчетное число лопаток. При этом между ними и корпусом статора обеспечивается наименьший зазор посредством специальных уплотнений. Простыми словами, чтобы пар «не крутился вхолостую» внутри корпуса, все зазоры минимизируются. Лопатка сконструирована таким образом, чтобы расширение пара продолжалось не только на выходе из сопла, но и в ее углублении. Как это происходит, отражает рабочая схема паровой турбины:

Следует отметить, что рабочее тело, чье давление после попадания на лопатки снижается, после рабочего цикла в первом блоке не сразу попадает в конденсатор. Ведь оно еще располагает достаточным запасом тепловой энергии, а потому по трубопроводам пар отправляется во второй блок низкого давления, где снова воздействует на вал посредством лопаток другой конструкции. Как показано на рисунке, устройство паровой турбины может предусматривать несколько таких блоков:

1 – подача перегретого пара; 2 – рабочее пространство блока; 3 – ротор с лопатками; 4 – вал; 5 – выход отработанного пара в конденсатор.

Для справки. Скорость вращения ротора генератора может достигать 30 000 об/мин, а мощность паровой турбины – до 1500 МВт.

Как сделать паровую турбину в домашних условиях?

Множество интернет-ресурсов публикует алгоритм, согласно которому в домашних условиях и с применением небольшого количества инструментов изготавливается мини паровая турбина из консервной банки. Помимо самой банки понадобится алюминиевая проволока, небольшой кусочек жести для вырезания полоски и крыльчатки, а также элементы крепежа.

В крышке банки делают 2 отверстия и впаивают в одно кусочек трубки. Из куска жести вырезают крыльчатку турбины, прикрепляют ее к полосе, согнутой в виде буквы П. Затем полосу прикручивают ко второму отверстию, расположив крыльчатку таким образом, чтобы лопасти находились напротив трубки. Все технологические отверстия, сделанные во время работы, тоже запаивают. Изделие нужно установить на подставку из проволоки, заполнить водой из шприца, а снизу разжечь сухое горючее. Импровизированный ротор паровой турбины начнет вращаться от струи пара, вырывающегося из трубки.

Понятно, что такая конструкция может служить лишь прототипом, игрушкой, поскольку данная паровая турбина, сделанная своими руками, не может использоваться с какой-то целью. Слишком мала мощность, а о каком-то КПД и речи не идет. Разве что можно показывать на ее примере принцип действия теплового двигателя.

Мини-генератор электроэнергии можно реально изготовить из старого металлического чайника. Для этого, кроме самого чайника, потребуется медная или нержавеющая трубка с тонкими стенками, кулер от компьютера и небольшой кусочек листового алюминия. Из последнего вырезается круглая крыльчатка с лопатками, из которой будет сделана паровая турбина малой мощности.

С кулера снимается электродвигатель и устанавливается на одной оси с крыльчаткой. Получившееся устройство монтируется в круглом корпусе из алюминия, по размерам он должен подойти вместо крышки чайника. В днище последнего делается отверстие, куда впаивается трубка, а снаружи из нее выполняется змеевик. Как видите, конструкция паровой турбины очень близка к реальности, поскольку змеевик играет роль пароперегревателя. Второй конец трубки, как нетрудно догадаться, подводится к импровизированным лопаткам крыльчатки.

Примечание. Самая сложная и трудоемкая часть устройства – это как раз змеевик. Изготовить его из медной трубки легче, чем из нержавейки, но она долго не прослужит. От контакта с открытым огнем медный перегреватель быстро прогорит, поэтому лучше сделать его своими руками из нержавеющей трубки.

Применение паровой турбины

Налив в чайник воды и поставив его на включенный газ, можно убедиться, что при закипании энергии выходящего из трубки пара достаточно, чтобы на выходе электродвигателя появилась ЭДС. Для этого к нему стоит подключить светодиодный фонарик. Помимо питания для электрических лампочек, возможно и другое применение паровой турбины, например, для зарядки аккумулятора сотового телефона.

В условиях квартиры или частного дома подобная мини-электростанция может показаться простой игрушкой. А вот оказавшись в походе и взяв с собой турбированный чайник с электрогенератором, вы сможете оценить по достоинству его функциональность. Возможно, в процессе вам удастся найти еще какое-нибудь назначение турбины. Больше информации об изготовлении походного генератора из чайника можно узнать, посмотрев видео:

Заключение

К сожалению, конструктивно паровые машины достаточно сложны и сделать дома турбину, чья мощность достигала хотя бы 500 Вт, весьма затруднительно. Если стремиться к тому, чтоб соблюдалась схема работы турбины, то затраты на комплектующие и потраченное время будут неоправданными, КПД самодельной установки не превысит 20%. Пожалуй, проще купить готовый дизель-генератор.

Как сделать маленькую ветряную турбину

Как сделать маленькую ветряную турбину (с фотографиями и видео)

Сделайте маленькую ветряную турбину у вас дома. Вы можете увидеть сотни небольших видеороликов о ветряных турбинах, в которых рассказывается, как легко сделать маленькую ветряную турбину в домашних условиях. Но многие из них не очень полезны. Многие из них не предлагают полного руководства по созданию маленькой ветряной турбины, которая работает как настоящая.
Люди не удовлетворены, что можно понять из их комментариев. Поэтому я решил построить небольшую  турбину и загрузить видео на YouTube. Я пошел в город и купил необходимые инструменты и детали в магазине оборудования.

Основные сегменты
винт
динамо-корпус
основа
Хвост

Содержание

• Пропеллер ветротурбины
• Динамо Кожух
• Сделать небольшую базу
• Маленький хвост
• Как сделать самодельный мини-пропеллер ветротурбины
  • Работа изогнутого аэродинамического профиля или лопастей пропеллера

Пропеллер ветротурбины

Сделать небольшой винт ветротурбины

Он преобразует энергию ветра в механическую энергию вращения. Это самая важная часть. Давайте узнаем, как сделать винт.
Купите 10-дюймовую трубу ПВХ (3 дюйма в диаметре), разделив ее по периметру на равные. Отрежьте трубу на лезвия, как показано в видео-видео.
Сделайте отверстия, как показано на рисунке, на любом круглом предмете с 2,5 дюймами.
Затем привинтите 3 лезвия к нему, используя винты цикла.
Имейте в виду, вес каждого клинка должен быть одинаковым.
Каждое лезвие должно быть расположено на пластине на одинаковом расстоянии.

Товары для изобретателей Ссылка на магазин.

Динамо Кожух

Изготовление корпуса

Электроника для самоделок вкитайском магазине.

В корпусе находятся как механизм динамо, так и механизм поворота. Динамо используется для преобразования механической энергии или энергии вращения, генерируемой винтом ветротурбины, в электрическую энергию.
проволока
Кусок ручки
ПВХ Фитинг Т
Купить 2 подшипника
Купить динамо 3В
Подключить динамо к фитингу ПВХ.
Соедините два подшипника с общей осью. Кусок пера можно использовать в качестве оси.
подключите один подшипник к ПВХ T



Подшипниковый узел представляет собой механизм поворота. Это помогает ветровой турбине противостоять ветру. Когда направление ветра изменяется с востока на запад, механизм поворота хвоста автоматически настроит пропеллер так, чтобы он был направлен прямо на ветер, чтобы использовать максимальную энергию ветра.

Сделать небольшую базу

Основание турбины и стойка содержат винт, динамо, хвост и механизм поворота. Это очень легко сделать основание турбины. Купить некоторые фитинги ПВХ.
Колено — 4 трубы из
ПВХ — 3
шт.
Соедините эти фитинги, как показано на рисунке.

Маленький хвост

Маленький хвост ветротурбины

У большинства видеороликов о ветряных турбинах, сделанных своими руками на youtube, нет механизма самовращения хвоста. Без него турбина не будет полной. Какова цель хвоста? Механизм автоматического поворота хвоста поможет винту изменить направление движения против ветра. Хвост заставит пропеллер противостоять ветру даже при более высоких скоростях ветра.
резка GI лист
ПВХ Труба, редуктор

Ветрогенератор готов. Проверь свою Работу

https://www.newphysicist.com

Давайте сегодня сделаем самодельный мини-пропеллер ветротурбины. Когда я впервые планировал сделать простую мини-ветротурбину, я запутался в том, чтобы получить мини-пропеллер ветряной турбины. Многие люди предлагали мне заняться в хозяйственном магазине. Но, к сожалению, в нашем городе такого устройства не было.

На практике пропеллер является наиболее важной частью ветряного двигателя. Это функциональная часть. Они сделаны в такой форме, чтобы получить правильную функцию. Лопасти воздушного винта выполнены в форме изогнутого аэродинамического профиля, имеющего характерную форму с закругленной передней кромкой, за которой следует острая задняя кромка, часто с асимметричным выпуклостью.

Мы знаем, что энергия ветра является распространенным источником возобновляемой энергии в мире. Ветрогенераторы с горизонтальной осью являются наиболее популярной конструкцией. Есть несколько факторов, которые влияют на эффективность винта турбины с горизонтальной осью.
Но здесь мы собираемся сделать рабочую модель ветряной турбины или мини-ветрогенератор собственного производства. Просто сделайте простую мини ветряную турбину для своих детей.
Посмотри это видео. Тебе понравится!!

Купите кусочек ПВХ ТРУБЫ в хозяйственном магазине.
Разрежьте его на три равные части.
Затем снова разрезать каждые три части на две.
Возьмите три из шести одинаковых лезвий.
Используйте сверло, чтобы сделать отверстия на одном конце, если куски.
Точные края, используя резак.
Купить круглое основание и вырезать круглый кусок. (размер монеты)
Сделайте отверстия, как показано на одинаковом расстоянии.
Присоедините три лезвия к круглому основанию с помощью винтов цикла.
Затяните винты с помощью гаечного ключа.
Самодельный мини пропеллер ветротурбины готов.

Работа изогнутого аэродинамического профиля или лопастей пропеллера

Аэродинамический профиль спроектирован таким образом, что воздух движется по его верхней поверхности быстрее, чем по его нижней поверхности. Когда аэродинамический профиль движется в воздухе, скорость воздуха над фольгой будет больше, чем скорость на нижней поверхности. Основным принципом работы аэродинамического профиля является принцип Бернулли. Это соотношение, связывающее скорость жидкости и давление. Принцип гласит, что «давление жидкости уменьшается с увеличением скорости жидкости». На самом деле принцип поднятия самолета — это принцип Бернулли.

Самодельный автомобильный генератор ветряной турбины – Новости Матери-Земли

Может быть, вы живете на лодке, отдыхаете в отдаленной хижине или живете вне сети, как я. Или, может быть, вы просто заинтересованы в снижении счета за электроэнергию. В любом случае, используя несколько недорогих и доступных материалов, вы можете построить самодельный ветрогенератор, который будет давать вам электричество, пока дует ветер. Вы сможете осветить эту кладовую, запитать свой сарай или использовать генератор, чтобы зарядить все аккумуляторы вашего автомобиля.

Электричество для моей автономной хижины поступает от солнечной и ветровой энергии, хранящейся в блоке из четырех 6-вольтовых аккумуляторов для гольф-кара, подключенных к 12-вольтовой системе. Контроллер заряда и датчик заряда батареи предохраняют мою систему от недостаточной или чрезмерной зарядки. Все это обошлось мне менее чем в 1000 долларов, и у меня есть свет, вентиляторы, телевизор и стереосистема, холодильник и диско-шар, который поднимают по особым случаям.

Если вы можете крутить гаечный ключ и работать с электродрелью, вы можете построить этот простой генератор за два дня: один день на сборку деталей и один день на сборку компонентов. Четыре основных компонента включают автомобильный генератор со встроенным регулятором напряжения, вентилятор General Motors (GM) и узел сцепления (я использовал один от 19-го поколения). 88 GM 350), башню или столб, на котором можно установить генератор (15 футов использованной 2-дюймовой трубы обошлись мне в 20 долларов), и металл, чтобы построить кронштейн для установки генератора на башне или столбе. Если вы парень из Ford или девушка из Mopar, это нормально — просто убедитесь, что ваш генератор имеет встроенный регулятор напряжения. Вам также понадобится электрический кабель или провода, чтобы подключить генератор к аккумуляторным батареям. Я использовал 3-жильный кабель 8-го калибра, украденный с нефтяного пятна. (И они сказали, что переход от ископаемого топлива к возобновляемым источникам энергии займет годы. Пфф!)

Муфта вентилятора к генератору

Лопасти ветрогенератора переделаны из муфты автомобильного вентилятора. Чтобы прикрепить лопасти к генератору, вы можете приварить ступицу муфты вентилятора непосредственно к ступице генератора — просто убедитесь, что вентилятор находится точно на одной линии с валом генератора. Кроме того, убедитесь, что встроенные разъемы проводов генератора переменного тока расположены в нижней части генератора. Если у вас нет доступа к сварочному аппарату, вы можете соединить муфту вентилятора с генератором, используя следующие материалы:

• Шайба 5/8 дюйма на 3 дюйма, толщина 3/16 дюйма
• Электродрель
• Метчик с резьбой 1/4 дюйма
• Сверло, соответствующее конкретному метчику
• (4) болта размером от 1/4 дюйма на 1-1/2 дюйма до 2-1/2 дюйма с соответствующими гайками и стопорными шайбами ​​

С помощью 3-дюймовой шайбы и четырех болтов соберите муфту вентилятора и генератор. Просверлите четыре отверстия в шайбе, чтобы они совпадали с отверстиями в муфте вентилятора, а затем нарежьте резьбу в отверстиях с помощью 1/4-дюймового метчика. Вкрутите болты в отверстия. Чтобы определить длину болтов, которые вам понадобятся, установите вентилятор на верхнюю часть генератора, чтобы шкив вентилятора опирался на шкив генератора, а оба вала находились на одной линии. Измерьте длину вдоль двух валов от задней части вентилятора генератора до задней части ступицы муфты вентилятора.

Используйте эту длину для болтов. Отверните гайку шкива генератора и снимите шкив и небольшой вентилятор. Наденьте соединение, которое вы сделали из шайбы и четырех болтов, на вал генератора переменного тока так, чтобы болты были направлены в сторону от генератора. Затем снова прикрепите вентилятор генератора и гайку к валу, оставив шкив снятым. Большая гайка будет удерживать соединение на месте. Прикрепите узел муфты вентилятора к болтам, выступающим теперь из генератора, и затяните гайки, установив на место стопорные шайбы.

Узел кронштейна для установки генератора

Если у вас есть сварочный аппарат, сделать кронштейн несложно. Я использовал 1-дюймовую квадратную трубу для всех частей кронштейна и 2-футовый кусок 1-дюймовой трубы для вращающегося стержня, который помещается внутри стойки. Если у вас нет сварочного аппарата, не бойтесь. Кронштейн в сборе можно собрать с помощью 1/2-дюймовой оцинкованной трубы и фитингов. Вот список фитингов, которые вам, скорее всего, понадобятся:

• (5) Тройники 1/2 дюйма
• (2) колена 1/2 дюйма
• (2) ниппеля 1/2 дюйма на 12 дюймов
• (2) ниппеля 1/2 дюйма на 6 дюймов
• (2) ниппеля 1/2 дюйма на 1 1/2 дюйма
• (2) ниппеля 1/2 дюйма на 2 дюйма
• (3) 1/2-дюймовые ниппели

Хвостовой плавник должен быть прикреплен к 12-дюймовому ниппелю в задней части кронштейна, чтобы вращать генератор и выровнять его по направлению ветра. Вы можете вырезать плавник высотой около 1 фута и длиной 2 фута из старого жестяного сайдинга или кровли с помощью ножниц по металлу или газового резака — форма прямоугольного треугольника работает лучше всего. Если вы используете гофрированный металл, обязательно обрежьте плавник, чтобы гофры располагались горизонтально. После того, как плавник вырезан, положите его поверх одного из 12-дюймовых ниппелей и просверлите три пилотных отверстия в нижней части хвостового плавника и в боковой части ниппеля. Используйте три шурупа (хорошо подойдут стальные кровельные шурупы), чтобы прикрепить хвост к ниппелю.

Башня ветрогенератора

Я использовал старую телевизионную антенную вышку высотой 20 футов вместе с трубой диаметром 2-1/2 дюйма в качестве верхней части. Вам также потребуется приварить или прикрутить стопор в верхней части мачты, который будет соприкасаться с стопором на кронштейне в сборе. Ограничители позволяют генератору вращаться только на 360 градусов по часовой стрелке или против часовой стрелки, поэтому ваш кабель не скручивается вокруг столба и башни.

Соединение 2-3/8-дюймовых металлических труб большого диаметра длиной от 10 до 20 футов (или высотой после монтажа) образует хорошую башню после ее прикрепления к зданию или другой прочной стационарной конструкции. Убедитесь, что он безопасен, и при необходимости рассмотрите возможность использования растяжек.

После того, как вы скрепите все компоненты генератора вместе и прикрепите их к узлу кронштейна, установите его на несмонтированную опору или мачту. Вставьте трубу узла кронштейна генератора в столб или в верхнюю часть мачты. Используйте две стальные шайбы, сложенные вместе, чтобы создать гладкую поверхность, которая будет служить подшипником между генератором и опорой. Присоедините положительный и отрицательный провода к генератору переменного тока и закрепите их на кронштейне и вдоль башни с помощью стяжек, вязальной проволоки или клейкой ленты. (На самом деле он не самодельный, если только на нем нет небольшой проволоки и клейкой ленты, не так ли?) Убедитесь, что провода достаточно провисают, чтобы ветрогенератор мог вращаться на 360 градусов.

Вам, скорее всего, понадобится помощь, чтобы установить башню и генератор в вертикальном положении, так как они будут довольно тяжелыми. Веревки и подставка помогут, если вы поднимаетесь довольно высоко. Если в вашем регионе всегда ветрено, вам нужно будет находиться достаточно высоко над землей, чтобы движущиеся части безопасно находились над головой. Надежно закрепите башню на месте. Ветер может быть обманчиво сильным, поэтому не экономьте на этом этапе окончательной сборки. После того, как вы установили свой ветряной генератор, подключите провода к аккумуляторной батарее с контроллером заряда между ними, чтобы предотвратить недостаточную или чрезмерную зарядку.

Теперь вы будете готовы включать свет, крутить джемы и проигрывать эти старые диско-движения. Я знаю, что вы копили деньги на электрическую горку с семьей и друзьями.

Небольшой отказ от ответственности: сборка и использование на свой страх и риск. Мой генератор работает нормально, но ты отвечаешь за свою работу.

Удачи и силы!

---

Роберт Д. Коупленд выращивает и продает мясной скот травяного откорма и является владельцем автономного приюта с завтраком под названием 9 в Техасе.0073 The Sunflower , в комплекте с каютами из соломенных тюков и земляной штукатурки, свежими органическими продуктами, инструкцией по пермакультуре, мастер-классами и многим другим!

Другие статьи о ветроэнергетике:

• Правильное размещение ветряной турбины
• Домашняя ветряная электростанция

ВИДЕО: Как построить ветряную турбину менее чем за 20 минут

Офис Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии

14 июня 2016 г.

URL-адрес видео

Хойт Бэтти из Управления технологий ветро- и гидроэнергетики предлагает простой пошаговый проект по созданию ветряной турбины, который можно выполнить менее чем за 20 минут.

Ищете интересный проект для всей семьи?

Почему бы не изучить дар, который продолжает приносить пользу: чистая энергия.

Этот проект занимает менее 20 минут и повышает осведомленность об энергии ветра — самом быстрорастущем источнике энергии в Соединенных Штатах.

Энергия ветра — один из лучших вариантов дешевой, безуглеродной возобновляемой энергии в Америке. Он борется с изменением климата, поддерживает более 73 000 рабочих мест в США, а общая установленная мощность ветра в 2014 году выросла почти до 66 гигаватт. Этого электричества достаточно для питания более 17,5 миллионов домов в год!

Посмотрите пошаговое видео, размещенное Хойтом Бэтти из Управления технологий ветро- и гидроэнергетики, чтобы построить бумажную ветряную турбину, или выполните следующие действия:

Необходимые материалы:

 

• Бумага (предпочтительно картон)
• Ножницы
• Маркеры или мелки
• Одна маленькая бусина
• Одна булавка
• Один ластик

Шаг 1: Загрузите материалы и распечатайте макет ветряка.

Министерство энергетики США

Шаг 2: Вырежьте башню и лопасти

Рука, держащая лист бумаги и вырезающая фигуру.

Шаг 3: Раскрасьте башню и лезвия

Министерство энергетики США

Шаг 4: Вырежьте прорези в башне

Министерство энергетики США

Совет. Согните бумагу по более толстым линиям (не по коротким пунктирным линиям) и вырежьте каждую линию, чтобы получились небольшие прорези, чтобы клапаны с другой стороны могли входить в них.

Шаг 5: Сложите башню

Министерство энергетики США

Министерство энергетики США

Начните аккуратно складывать башню по маленьким пунктирным линиям. В последнем сгибе вставьте три клапана в три прорези, созданные на шаге 4.

Шаг 6: Сложите лезвия

Министерство энергетики США

Слегка согните каждое лезвие по пунктирным линиям.