Lenz2 vēja turbīna: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:58

Šī pamācība parādīs, kā uzbūvēt Lenz2 vēja turbīnu no materiāliem, kas atrodas ap māju. Dizainu izstrādāja un pārbaudīja Ed Lenz no Windstuffnow.com: https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htmLenz2 VAWT (Vertical Axix Wind Turbine) ir 4 pēdas garš un 3 pēdas diametrā. Būtībā tā ir Savonius stila turbīna, bet ar precizējumu, ka trīs spārni ir veidoti tā, lai nodrošinātu pacelšanos, kā arī to asaru konfigurācijas dēļ. Iepriekš minētajā saitē Lencs apraksta, kā viņš novietoja ananometru stacionārajā turbīnā un parādīja, ka vēja ātrums pieauga garām spārnu cietajai daļai. Šī turbīna ir efektīvāka nekā tīrs Savonius, jo tā nodrošināja gan vilkšanu, gan pacelšanu. Savā dizainā es samazināju diametru līdz aptuveni 18 collām un augstumu līdz 21 collai. (Atceroties, man vajadzēja padarīt augstumu 18 collas tā, lai abos galos būtu vairāk brīvas centra ass, lai to varētu montēt elastīgi.) Turbīnas būvēšanai es varēju izmantot materiālus, kas bija pie rokas. Kad es to pārbaudīju 15 jūdzes stundā vēja laikā, tas strādāja tik labi, ka es baidījos to apturēt, baidoties gūt ievainojumus. Vienīgais trūkums, ko ražoju, ir tas, ka šķita, ka tas saražo ļoti maz elektrības. Tas nav saistīts ar turbīnas konstrukciju, bet gan līdzstrāvas motora īpašībām, kurām es to pievienoju. Šajā apmācībā uzsvars tiks likts uz to, kā uzbūvēt pašu turbīnu. Pilnu atzinību par dizainu un dažus norādījumus saņem Eds Lencs. [Piezīme: Tā kā šī pamācība tika publicēta, es uzzināju vairāk par to, kā jāveido spārni. Šajā instrukcijā sniegtā informācija par lenz2 konstrukciju joprojām ir spēkā, bet spārna izmēri 2. solī jāaizstāj ar tiem, kas norādīti tikko ievietotajā 3. solī.]

1. darbība. Nepieciešamie materiāli

Nepieciešamie materiāli ir uzskaitīti zemāk. Ja domājat, ka tie darbosies, brīvi aizstājiet alternatīvas. Materiāli Saplāksnis (ceturtdaļa vai puse collas) Tērauda siksna ar caurumiem tajā (iespējamas arī citas alternatīvas) Uzgriežņi un skrūves 24 collu vītņstieņa stienis (puse collas diametrs). 5 collu uzgriežņi, kas der uz vītnes stieņa (apmēram 6 no tiem) Jumta segums, plāns lokšņu metāls vai pat kaut kāda elastīga plastmasa 9 zāģmateriālu gabali,.5 "x 1" x 18 "Aparatūra turbīnas montāžai (jums tas būs jāprojektē) Rīki Urbji un urbji Alva uzgriežņi uzgriežņu atslēgas

2. darbība: izgrieziet spārnu gala gabalus

[Piezīme: spārna dizains šajā solī nedos vislabāko pacelšanos. Lūdzu, skatiet 3. darbību, lai iegūtu labāku dizainu. Tas parādīs, ka spārna malas nav simetriskas. 3. solis sniegs arī procedūru spārna izmēra noteikšanai, pamatojoties uz lenz2 diametru. (pievienots 2008. gada 1. jūnijā). '' '] Asaru galotnes nodrošinās spārnu aerodinamisko formu. Jūs veidosit trīs spārnus, tāpēc jums būs nepieciešami 6 gala gabali. Izmērs, kuru es izmantoju, bija uz pusi mazāks par Ed Lenz aprakstītajiem gala gabaliem. Būtībā tie izskatās kā saldējuma konusi. Es iesaku izgriezt kartona veidni un izmantot to, lai uzzīmētu sešus tās attēlus uz pus collu saplākšņa. Lūk, kā to uzzīmēt: 1. Izgrieziet taisnstūri no kartona 3,5 "x 7,5" 2. Uzzīmējiet centra līniju gar garo asi3. Atzīmējiet šo līniju 1,75 collu attālumā no viena no galiem (sauksim to par augšējo galu) 4. Caur šo atzīmi uzzīmējiet horizontālu līniju līdz sānu malām tā, lai tā 90 grādos krustojas ar vertikālo līniju.5. kompass, uzzīmējiet 1,75 collu apli šīs atzīmes augšējā pusē. Tam vajadzētu krustot abas sānu malas un augšējo malu.6. No vietas, kur centrālā līnija krustojas ar apakšējo malu, zīmējiet līnijas līdz punktiem, kur pusloks šķērso sānu malas. 7. Izgrieziet veidni. Izmantojiet kartona veidni, lai uz pus collu saplākšņa uzzīmētu sešus attēlus. Jūs varat tos ligzdot tā, lai jūs netērētu saplāksni. Izmantojiet finierzāģi, lai izgrieztu gala gabalus.

3. darbība. Pārskatīšana: spārna formas maiņa

Šajā instrukcijā norādītā spārna sākotnējā forma nav gluži saskaņā ar Lenz2 ievietoto plānu. Pēc apspriešanās ar Edu Lencu es uzzināju par kļūdu, ko esmu pieļāvis, interpretējot viņa plānus. Jaunais dizains ir parādīts šajā solī. Ņemiet vērā, ka leņķis ar apzīmējumu "Leņķis A" ir 90 grādi. A puse ir taisnā leņķī pret spārna noapaļotā gala diametra līniju. Sākotnējā dizainā, ko es iesniedzu šajā pamācībā, abas līnijas, kas veidoja smailu galu, bija vienāda garuma un to leņķi pret diametra līniju bija identiski. Šis konuss bija simetrisks, turpretī šeit parādītajās izmaiņās konuss nav simetrisks. Padarot leņķi A par 90 grādiem, spārns tiks pacelts vairāk. Esmu mainījis konstrukcijas izmērus, lai varētu vadīt minigen ģeneratoru, kas tika pārdots vietnē windstuffnow.com (bet vairs nav pieejams). Pamata soļi lenz2 izgatavošanā joprojām ir spēkā. Pamata aprēķins: tagad es labāk saprotu, kā noteikt spārna izmēru un proporcijas. Vispirms nosakiet, kāds būs lenz2 diametrs. Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, ir izlemt, kāds būs attālums no lenz2 centra ass līdz spārna ārējai malai. Tas būs lenz2 rādiuss. Jūs dubultojat to, lai iegūtu diametru. Savā jaunajā dizainā es pieņēmu, ka lenz2 diametrs būs 16 collas (tas ir, attālums no centra ass līdz spārna ārmalai būs 8 collas). noteikt spārna diametru, reizināt lenca diametru2 reizes.1875. Manā piemērā 16 collas *.1875 = 3,0 collas. Lai noteiktu spārna garumu, reiziniet lenz diametru 2 reizes.4. Šajā gadījumā 16 collas *.4 = 6,4 collas. A puses garums ir 6,4 mīnus 1,5 vai 4,9 collas. Es izveidošu jaunu pamācību, kas iekļaus šo dizainu lenz2, kas vada minigen ģeneratoru

4. solis: izgrieziet ribiņas

Lai savienotu katra spārna divus gala gabalus, jums būs jābūt trim ribām. Šo ribu garumu noteiks tas, cik augstu vēlaties spārnus. Es izvēlējos 21 , jo es domāju, ka to varētu uzstādīt uz vertikālās ass visu pavedienu joslas.

Ribām jābūt.5 "dziļām un 1" platām un jebkura garuma (21 "manā dizainā). Jūs izgriezīsiet.5" x 1 "iegriezumus gala gabalos, kur jūs piestiprināsiet ribas. Es iesaku ka jūs izsekojat vienas ribas gala beigas uz kartona papīra, kuru varat izmantot kā veidni, lai zīmētu uz gala gabaliem. Jūs varētu izmērīt taisnstūri, bet, izsekojot to, varat būt pārliecināti, ka iegriezumi būs pietiekami liels.

5. solis: sagatavojiet gala gabalus

Izmantojiet 5,5 x 1 collu kartona veidni ribu iecirtumiem, lai uzzīmētu trīs iegriezumus katrā gala daļā. Divi iegriezumi būs vienā pusē un viens otrā.

Katrā gala detaļas pusē būs iecirtums visplašākajā vietā. Tā kā tas būs uz līknes, pārliecinieties, vai veidnes katras puses dziļums pilnībā atbilst gala gabalam. Tas nodrošinās, ka riba būs vienā līmenī ar gala gabala ārējo malu. Gala gala vienā pusē pie smailā gala uzzīmējiet zīmējumu, kas atrodas apmēram vienu collu no punkta. Taisnstūris būs paralēls slīpai malai. Puse ar diviem iegriezumiem būs spārna aizmugurējā puse (puse, kas vērsta pret turbīnas centru.) Izgrieziet iecirtumus ar finierzāģi.

6. solis: plānojiet spārnu leņķi

Katra spārna smailais gals tiks pagriezts par 9 grādiem atpakaļ virzienā uz turbīnas centru 9 grādu leņķī, paralēli turbīnas centram. Šo mērījumu empīriski noteica Eds Lencs. Es izvēlējos šo leņķi, un šķiet, ka turbīna darbojas labi. Pēc spārnu uzstādīšanas jums būs iespēja pielāgot leņķi, ja jūtat, ka vēlaties to pierādīt sev.

Vispirms urbiet caurumu gala gabala konusa daļas centrā. Tas būs punkts, kurā saskaras vertikālās un horizontālās līnijas. Cauruma izmērs būs skrūves diametrs, kuru izmantosit, lai to piestiprinātu pie statņa, kas ved no centra ass. No kaut kur gar gala detaļas aizmugurējās malas stingro daļu (sānu ar diviem ribu iecirtumiem) velciet līniju pāri gala gabalam, kas ir taisnā leņķī pret sāniem. No vietas, kur šī līnija krustojas gala gabala aizmugurējo malu, uzvelciet līniju 9 grādus pa labi no šīs 90 grādu līnijas (tā būs pusē, kas ir tuvāk caurumam). Šī līnija sasniegs līniju, kas savieno spārnu ar centrālo asi. Ja jums nav transportiera, skatiet 8. darbību, lai iegūtu saiti, kurā varat lejupielādēt transportiera attēlu. Dariet to ar visiem sešiem gala gabaliem.

7. solis: salieciet spārnu rāmi

Lai saliktu katru spārnu, jūs ievietojat ribu atbilstošajos iecirtumos augšējos un apakšējos gala gabalos. Pārliecinieties, ka riba nav izvirzīta ārpus augšējiem un apakšējiem gabaliem. Tiem jābūt vienā līmenī.

Ievietojot ribu, caur urbumu un saplāksni iepriekš jāizurbj viens caurums. Ieskrūvējiet ribu vietā ar 1 collu koka skrūvi. Jūs varat pēc izvēles pielīmēt šīs ribas vietā, bet tas nav nepieciešams, ja vien jūs nebūvējat turbīnu, kuru faktiski plānojat izmantot ārā, lai ražotu elektrību. Pievienojiet pārējās divas ribas, lai izveidotu spārns.

8. solis: piestipriniet spārnu ādu

Spārna apaļā daļa un aizmugure (puse ar divām ribām) ir pārklāta ar kādu ādu. Es izvēlējos izmantot alumīnija mirgojošu materiālu, kas man bija palicis pāri. Jums var būt cita veida materiāls, kas varētu darboties.

Mans mirgošanas rullis bija 6 collas plats. Es atklāju, ka, sagriežot divus gabalus 6 "x 21", es varētu aptvert katra spārna priekšējo malu un aizmuguri. Es varēju piestiprināt vienu mirgojošu gabalu no vienas ribas uz otru ap priekšējo malu. Es katru gabalu noenkuroju ar dažām metāla skrūvēm. Daži no tiem iegāja ribās, bet citi - saplākšņa gala gabala malā. Tad es piestiprināju otro mirgojošo gabalu pie spārna aizmugurējās daļas, Tie tika ieskrūvēti aizmugurējās ribās. Šis mirgojošais gabals var nedaudz pārklāties ar to, kas iet ap priekšējo malu. Dariet to visiem trim spārniem. Tagad jūs esat gatavs piestiprināt spārnus pie centrālās ass.

9. solis: sagatavojiet balstus un centra diskus

Spārni tiks piestiprināti pie centrālās ass (visa pavediena josla), izmantojot divus saplākšņa apļus un statņus, kas savieno tos ar spārnu virsotnēm un apakšām. Izgrieziet divus 8 collu apļus no pus collu saplākšņa. Izmantojot pilna apļa transportieri (es to lejupielādēju no vietnes https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png), es atzīmēju līnijas uz katra apļa kas bija 120 grādu attālumā viens no otra. Tās būs līnijas, kurām statņi iziet līdz spārniem. Urbt caurumu katra apļa centrā. Šis caurums būs tāds pats diametrs kā visa pavediena stienis. Attiecībā uz statņiem, kas savieno apļus ar spārniem, jums ir dažādas izvēles. Vienkāršākais varētu būt vienkārši izgatavot tos no koka. Apakšējiem statņiem es izvēlējos izmantot koku (jo nebiju pārliecināts, ka iegādātā metāla siksna izturēs svaru. Augšpusē es nopirku 4 pēdas garu cinkota metāla gabalu, kura centrā bija caurumi metāla sloksnes līnija. Es sagriezu statņus līdz 11 collu garumam. Tad es novietoju katras balsta galu 1 collu attālumā no apļa centra pa vienu no 120 grādu līnijām. Es izurbju divus caurumus statnē un vienu caur saplākšņa loku. Es tos stingri pieskrūvēju. Apmēram vienu collu no statņa otrā gala es izurbju caurumu ar tādu pašu diametru gala gabalā.

10. solis: piestipriniet spārnus pie centrālās ass

Uzgrieziet 0,5 collu uzgriezni ass apakšā (visa pavediena josla) tā, lai tas būtu apmēram 2,5 collas no gala. Bīdiet vienu no saplākšņa diskiem uz augšu no ass apakšas līdz vietai, kur tas saskaras ar uzgriezni. Pēc tam uzvelciet vēl vienu uzgriezni uz augšu līdz vietai, kur tā saskaras ar disku. Pagrieziet divus uzgriežņus viens pret otru tā, lai disks stingri nostātos uz ass.

Pievienojiet otro disku ass otram galam. Jums, iespējams, būs jāpielāgo disku novietojums tā, lai tie atbilstu spārnu augstumam, kā arī atstātu vietu ass piestiprināšanai pie ģeneratora vai citas struktūras. Ņemiet vērā, ka virs centrālā diska augšdaļas ir ļoti maza ass. Es biju nolēmis padarīt spārnus 21 collas uz 24 collu ass stieņa. Tā bija kļūda. Vēlāk, es iesaku jums padarīt spārnus īsākus, lai jums būtu daudz vairāk asu, kas izvirzītu apakšu un augšpusi, lai elastīgi uzstādītu visu turbīnu pie ģeneratora vai citas struktūras. Es droši vien izvēlētos 18 collas. Tagad jūs varat uzstādīt spārnus. Kad spārna pārklātā puse ir vērsta pret asi, pieskrūvējiet statņus pie gala detaļām. Tie var būt diezgan stingri, bet pietiekami brīvi, lai tos varētu pagriezt. Tagad salieciet augšējo statni ar zīmēto 9 grādu līniju un pēc tam pievelciet augšējos un apakšējos uzgriežņus. Šis spārnu leņķis pret centrālo asi ir pareizs. Dariet to ar pārējiem diviem spārniem. Turbīna ir gatava uzstādīšanai pie ģeneratora vai kādas citas konstrukcijas.

11. solis: uzstādiet turbīnu pie ģeneratora

Kaut kā jums būs jāpiestiprina turbīna pie ģeneratora vai, iespējams, kāda veida atbalsta sistēmas, kas ļaus tai brīvi griezties. Šajā projektā es to uzstādīju pie 24 voltu līdzstrāvas motora, kuru biju saglabājis no zāles pļāvēja, kas darbojas ar akumulatoru. Motors tika izmantots, lai pagrieztu zāles pļāvēja asmeni. Motoram ir plus un mīnus lāpstiņu savienotāji vienā galā un vārpsta, kas izvirzīta no otra gala. Diemžēl vārpsta bija pus collas diametrā ar smalku pavedienu. Tas apgrūtina pārošanos ar kaut ko līdzīgu visu pavedienu stienim ar pusi collu rupju pavedienu. Kā es atrisināju problēmu, ir pieskrūvēt L formas kronšteinu pie motora vārpstas. Tad es izmantoju metāla gabalu, ko biju izglābis no vecas dīseles. Tas ir U formas, un sānos ir caurumi, un augšpusē ir caurums ar vītni. Vītņošana ir puse collu rupja vītne, kas ir ideāli piemērota visu pavedienu stieņa uzstādīšanai. Visbeidzot, pieskrūvējiet U veida savienotāju pie L kronšteina. Es sagriezu caurumu saplākšņa gabalā, kas ir pietiekami liels, lai ievietotu motoru. Pēc motora ievietošanas saplāksnī es to pieskrūvēju. Lai izmēģinātu turbīnu, es visu lietu novietoju virs smagas koka kastes.

12. solis: Turbīnas demonstrēšana

Video var redzēt, ka turbīna ļoti labi griežas diezgan spēcīgajā vējā, kas pūta. Es domāju, ka tas bija apmēram 15 jūdzes stundā. Tas darbojās tik labi, ka nācās uz laiku piesiet turbīnu pie kastes, lai tā nenokristu. Var skaidri redzēt, ka tas griežas ļoti ātri, bet arī atlec apkārt. Iemesls tam ir tas, ka turbīnas stiprinājums pie motora nav ideāls. Tas ir nedaudz neērts, un to nekad nevar uzlabot ar šo iestatījumu. Vai tas rada elektrību? Skumji teikt, nav daudz. Problēma ir motorā. Man nav ne jausmas par motora dizainu. Jūs pamanīsit vadu, kas ved no turbīnas uz fotoattēlu. Tas ir pagarinātājs, kura vīriešu gals ir nogriezts un piestiprināts pie motora. Izmantojot šo iestatījumu, es varu ievietot zondes no multimetra sievietes galā. Izrādās, ka es tikko ģenerēju 1 voltu, ja turbīna darbojas ļoti ātri. Tas ir punkts, kurā jāsāk cits projekts. Internetā ir daudz diskusiju par to, kā izveidot savu ģeneratoru. Ir arī iespējams izmantot pareizo automašīnu ģeneratoru vai kaut ko no veļas mazgājamās mašīnas. Ja jums nav prātā ģenerators, es ieteiktu jums pārbaudīt savu roku darbu, uzstādot turbīnu uz kaut kādas konstrukcijas, kur vējš to uztvers. Tas var būt koka rāmis vai kaut kas izgatavots no PVC caurules. Tādā veidā jūs varat redzēt, vai dizains darbojas un vai jums ir jāpielāgo spārnu leņķis. Varat arī izmērīt vēja ātrumu, kas nepieciešams turbīnas pagriešanai. Ja jūs interesē vidējais vējš jūsu reģionā, varat apmeklēt manā vietnē pieejamo lietojumprogrammu, kas ļaus jums izvēlēties tuvumā esošo NOAA laika staciju un redzēt vēja, temperatūras un spiediena grafiku pēdējo 24 stundu laikā. Mana lietojumprogramma attēlo šos datus un sniedz tos tabulā. Vēlamais ir vidējais vēja ātrums pēdējo 24 stundu laikā. Ja periodiski apmeklējat savu iecienīto atrašanās vietu, varēsiet ņemt vērā vidējās izmaiņas. Saite ir: