Отдел продаж

Телефоны: (3532) 25-27-22, 93-60-02, 93-50-02

E-mail: [email protected]

г.Оренбург, ул.Беляевская, д.50/1, стр.1

 

Разное

Как сделать пропеллер для ветряка: Изготовление лопастей для ветрогенератора своими руками

Содержание

Изготовление лопастей для ветрогенератора своими руками

Использование альтернативных источников энергии – один из основных трендов нашего времени. Чистая и доступная энергия ветра может преобразовываться в электричество даже у вас дома, если построить ветряк и соединить его с генератором.

Соорудить лопасти для ветрогенератора своими руками можно из обычных материалов, не используя специального оборудования. Мы расскажем, какая форма лопастей эффективнее, и поможем подобрать подходящий чертеж для ветровой электростанции.

Содержание статьи:

Как работает простой ветрогенератор?

Ветрогенератор – прибор, позволяющий преобразовывать энергию ветра в электричество.

Принцип работы его заключается в том, что ветер вращает лопасти, приводит в движение вал, по которому вращение поступает на генератор через редуктор, увеличивающий скорость.

Работа ветряной электростанции оценивается по КИЭВ – коэффициенту использования энергии ветра. Когда ветроколесо вращается быстро, оно взаимодействует с большим количеством ветра, а значит забирает у него большее количество энергии

Подразделяют две основные разновидности ветряных генераторов:

  • ;
  • горизонтальные.

Вертикально ориентированные модели построены так, чтобы ось пропеллера была расположена перпендикулярно земле. Таким образом, любое перемещение воздушных масс, независимо от направления, приводит конструкцию в движение.

Такая универсальность является плюсом данного типа ветряков, но они проигрывают горизонтальным моделям по производительности и эффективности работы

Горизонтальный ветрогенератор напоминает флюгер. Чтобы лопасти вращались, конструкция должна быть повернута в нужную сторону, в зависимости от направления движения воздуха.

Для контроля и улавливания изменений направления ветра устанавливают специальные приборы. КПД при таком расположении винта значительно выше, чем при вертикальной ориентации. В бытовом применении рациональней использовать ветрогенераторы этого типа.

Какая форма лопасти является оптимальной?

Один из главных элементов ветрогенератора – комплект лопастей.

Существует ряд факторов, связанных с этими деталями, которые сказываются на эффективности ветряка:

  • вес;
  • размер;
  • форма;
  • материал;
  • количество.

Если вы решили сконструировать лопасти для самодельного ветряка, обязательно нужно учитывать все эти параметры. Некоторые полагают, что чем больше крыльев на винте генератора, тем больше энергии ветра можно получить. Другими словами, чем больше, тем лучше.

Однако это далеко не так. Каждая отдельная часть движется, преодолевая сопротивление воздуха. Таким образом, большое количество лопастей на винте требует большей силы ветра для совершения одного оборота.

Галерея изображений

Фото из

Лопасти ветряка в форме турбин

Вертикальное расположение лопастей

Ветряк нестандартной конфигурации

Лопасти в виде обычных лопаток

Кроме того, слишком много широких крыльев могут стать причиной образования так называемой «воздушной шапки» перед винтом, когда воздушный поток не проходит сквозь ветряк, а огибает его.

Форма имеет большое значение. От нее зависит скорость движения винта. Плохое обтекание становится причиной возникновения вихрей, которые тормозят ветроколесо

Самым эффективным является однолопастной ветрогенератор. Но построить и сбалансировать его своими руками очень сложно. Конструкция получается ненадежная, хоть и с высоким коэффициентом полезного действия. По опыту многих пользователей и производителей ветряков, самой оптимальной моделью является трехлопастная.

Вес лопасти зависит от ее размера и материала, из которого она будет изготовлена. Размер нужно подбирать тщательно, руководствуясь формулами для расчетов. Кромки лучше обрабатывать так, чтобы с одной стороны имелось закругление, а противоположная сторона была острой

Правильно подобранная форма лопасти для ветрогенератора является фундаментом его хорошей работы.

Для домашнего изготовления подходят такие варианты:

  • парусного типа;
  • крыльчатого типа.

Лопасти парусного типа представляют собой простые широкие полосы, как на ветряной мельнице. Эта модель наиболее очевидна и проста в изготовлении. Однако ее КПД настолько мал, что эта форма практически не применяется в современных ветрогенераторах. Коэффициент полезного действия в данном случае составляет около 10-12%.

Гораздо более эффективная форма – лопасти крыльчатого профиля. Здесь задействованы принципы аэродинамики, которые поднимают в воздух огромные самолеты. Винт такой формы легче приводится в движение и вращается быстрее. Обтекание воздухом значительно сокращает сопротивление, которое встречает на своем пути ветряк.

Правильный профиль должен напоминать крыло самолета. С одной стороны лопасть имеет утолщение, а с другой – пологий спуск. Воздушные массы обтекают деталь такой формы очень плавно

КПД этой модели достигает значения 30-35%. Хорошая новость заключается в том, что построить крыльчатую лопасть можно и своими руками с применением минимума инструментов. Все основные расчеты и чертежи можно легко адаптировать под свой ветряк и пользоваться бесплатной и чистой энергией ветра без ограничений.

Из чего делают лопасти в домашних условиях?

Материалы, которые подойдут для строительства ветрогенератора – это, прежде всего, пластик, легкие металлы, древесина и современное решение – стеклоткань. Главный вопрос заключается в том, сколько труда и времени вы готовы потратить на изготовление ветряка.

Галерея изображений

Фото из

Лопасти из жесткого технологичного материала

Металлическая спиралевидная турбина

Лопасти ветряка из полимерной трубы

Сборка ветряка с фанерными лопастями

Канализационные трубы из поливинилхлорида

Самый популярный и широко распространенный материал для изготовления пластиковых лопастей для ветрогенератора является обыкновенная канализационная ПВХ-труба. Для большинства домашних генераторов с диаметром винта до 2 м хватит трубы 160 мм.

К преимуществам такого метода относят:

  • невысокую цену;
  • доступность в любом регионе;
  • простоту работы;
  • большое количество схем и чертежей в интернете, большой опыт использования.

Трубы бывают разными. Это известно не только тем, кто изготавливает самодельные ветряные электростанции, но всем, кто сталкивался с монтажом канализации или водопровода. Они отличаются по толщине, составу, производителю. Труба стоит недорого, поэтому не нужно пытаться еще больше удешевить свой ветряк, экономя на ПВХ-трубах.

Некачественный материал пластиковых труб может привести к тому, что лопасти треснут при первом же испытании и вся работа будет проделана впустую

Сначала нужно определиться с лекалом. Вариантов существует много, каждая форма имеет свои недостатки и преимущества. Возможно, имеет смысл сначала поэкспериментировать, прежде чем вырезать итоговый вариант.

Поскольку цена на трубы невысокая, а найти их можно в любом строительном магазине, этот материал отлично подойдет для первых шагов в моделировании лопастей. Если что-то пойдет не так, всегда можно купить еще одну трубу и попробовать сначала, кошелек от таких экспериментов не сильно пострадает.

Опытные пользователи энергии ветра заметили, что для изготовления лопастей для ветрогенератора лучше использовать оранжевые, а не серые трубы. Они лучше держат форму, не изгибаются после формирования крыла и дольше служат

Конструкторы-любители предпочитают ПВХ, так как во время испытаний сломанную лопасть можно заменить на новую, изготовленную за 15 минут прямо на месте при наличии подходящего лекала. Просто и быстро, а главное – доступно.

Фото-инструкция по изготовлению лопастей ветряка из полимерных труб поможет наглядно освоить шаги и последовательность процесса:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Разметка абриса лопастей ветряка

Шаг 2: Раскрой лопастей блогаркой

Шаг 3: Разметка выступа для крепления

Шаг 4: Вырезание выступа и удаление заусенцев

Шаг 5: Подготовка металлических пластин

Шаг 6: Разрезание монтажной пластины на две части

Шаг 7: Выравнивание разрезанных пластин

Шаг 8: Зачистка орезанной стороны наждачкой

Все подготовительные шаги выполнены, теперь лопасти надо присоединить к вращающейся вслед за ветром детали:

Галерея изображений

Фото из

Приложив к выступу на лопасти обрезанную монтажную пластину, отмечаем через отверстия точки предстоящего крепления

Сверлим отверстия для установки крепежа, подложив под лопасть обрезок доски или брусок. Для этого лучше взять сверло диаметром чуть меньше, чем диаметр ножки шурупа

Оставшуюся после сверления полимерную стружку из отверстий надо аккуратно извлечь, стараясь не отрывать так, чтобы увеличился размер гнезд для крепления

На металлическом диске отмечаем центр, в который будет установлен анкерный болт, и вычерчиваем равносторонний треугольник, каждая вершина которого отметит положение монтажной пластины

Приклеим пластины к металлическому диску, расположив их в вершинах треугольника. Это нам облегчит работу во время сварки

В центре диска располагаем и привариваем гайку для введения в нее анкерного болта. Приклеенные пластины привариваем выпуклым швом

Прикручиваем вырезанные из труб лопасти к сваренной детали. Устанавливаем их так, чтобы изгиб у всех был направлен в одну сторону

На каждый шуруп с тыльной стороны накручиваем гайку. Для того чтобы крепеж не развинчивался при вращении лопастей, их желательно закрепить пайкой или сваркой

Шаг 9: Разметка точек крепления

Шаг 10: Сверление отверстий для крепления

Шаг 11: Подготовка отверстий к сборке

Шаг 12: Разметка диска для установки лопастей

Шаг 13: Приклеивание пластин перед сваркой

Шаг 14: Подготовка диска вращения к сборке

Шаг 15: Крепление пластиковых лопастей

Шаг 16: Закручивание гаек на шурупы

Алюминий – тонкий, легкий и дорогой

Алюминий – легкий и прочный металл. Его традиционно используют для изготовления лопастей для ветрогенераторов. Благодаря небольшому весу, если придать пластине нужную форму, аэродинамические свойства винта будут на высоте.

Основные нагрузки, которые испытывает ветряк во время вращения, направлены на изгиб и разрыв лопасти. Если пластик при такой работе быстро даст трещину и выйдет из строя, рассчитывать на алюминиевый винт можно гораздо дольше.

Однако если сравнивать алюминий и ПВХ-трубы, металлические пластины все равно будут тяжелее. При высокой скорости вращения велик риск повредить не саму лопасть, а винт в месте крепления

Еще один минус деталей из алюминия – сложность изготовления. Если ПВХ-труба имеет изгиб, который будет использован для придания аэродинамических свойств лопасти, то алюминий, как правило, берется в виде листа.

После вырезания детали по лекалу, что само по себе гораздо сложнее, чем работа с пластиком, полученную заготовку еще нужно будет прокатать и придать ей правильный изгиб. В домашних условиях и без инструмента сделать это будет не так просто.

Вместо недешевого алюминия можно использовать обрезки кровельной жести или куски профнастила, оставшиеся после укладки:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 1: Подготовка материала к изготовлению лопастей

Шаг 2: Загибание кромок лопастей

Шаг 3: Обработка всех лопастей ветряка

Шаг 4: Подгонка всех лопастей под равный размер

Шаг 5: Придаине формы желобов

Шаг 6: Разметка отверстий для крепления

Шаг 7: Сборка рабочей части ветряка

Шаг 8: Установка ветрогенератора на мачту

Стекловолокно или стеклоткань – для профессионалов

Если вы решили подойти к вопросу создания лопасти осознанно и готовы потратить на это много сил и нервов, подойдет стекловолокно. Если ранее вы не имели дела с ветрогенераторами, начинать знакомство с моделирования ветряка из стеклоткани – не лучшая идея. Все-таки этот процесс требует опыта и практических навыков.

Лопасть из нескольких слоев стеклоткани, скрепленных эпоксидным клеем, будет прочной, легкой и надежной. При большой площади поверхности деталь получается полая и практически невесомая

Для изготовления берется стеклоткань – тонкий и прочный материал, который выпускается в рулонах. Помимо стекловолокна пригодится эпоксидный клей для закрепления слоев.

Начинают работу с создания матрицы. Это такая заготовка, которая представляет собой форму для будущей детали.

Матрица может быть изготовлена из дерева: бруса, доски или бревна. Прямо из массива вырубают объемный силуэт половины лопасти. Еще вариант – форма из пластика

Сделать заготовку самостоятельно очень сложно, нужно иметь перед глазами готовую модель лопасти из дерева или другого материала, а только потом по этой модели вырезают матрицу для детали. Таких матриц нужно как минимум 2. Зато, сделав удачную форму однажды, ее можно применять многократно и соорудить таким образом не один ветряк.

Дно формы тщательно смазывают воском. Это делается для того, чтобы готовую лопасть можно было легко извлечь впоследствии. Укладывают слой стекловолокна, промазывают его эпоксидным клеем. Процесс повторяют несколько раз, пока заготовка не достигнет нужной толщины.

Затем клей должен высохнуть. Некоторые рекомендуют поместить форму в вакуумный пакет и откачать воздух. Так клей лучше проникает во все слои стеклоткани, не оставляя непропитанных участков

Когда эпоксидный клей высохнет, половину детали аккуратно вынимают из матрицы. То же делают со второй половиной. Части склеивают между собой, чтобы получилась полая объемная деталь. Легкая, прочная, правильной аэродинамической формы лопасть из стекловолокна – вершина мастерства домашнего любителя ветряных электростанций.

Ее главный минус – сложность реализации задумки и большое количество брака на первых порах, пока не будет получена идеальная матрица, а алгоритм создания не будет отточен.

Дешево и сердито: деревянная деталь для ветроколеса

Деревянная лопасть – дедовский метод, который  легко осуществим, но малоэффективен при сегодняшнем уровне потребления электричества. Сделать деталь можно из цельной доски легких пород древесины, например, сосны. Важно подобрать хорошо высушенную деревянную заготовку.

Если дерево будет сырым, в процессе высыхания винт может “повести” и он деформируется. Да и вес влажного дерева существенно выше сухого

Нужно выбрать подходящую форму, но учитывать тот факт, что деревянная лопасть будет не тонкой пластиной, как алюминиевая или пластиковая, а объемной конструкцией. Поэтому придать заготовке форму мало, нужно понимать принципы аэродинамики и представлять себе очертания лопасти во всех трех измерениях.

Придавать окончательный вид дереву придется рубанком, лучше электро. Для долговечности древесину обрабатывают антисептическим защитным лаком или краской

Главный недостаток такой конструкции – большой вес винта. Чтобы сдвинуть с места эту махину, ветер должен быть достаточно сильным, что трудноосуществимо в принципе. Однако дерево – доступный материал. Доски, подходящие для создания винта ветрогенератора, можно найти прямо у себя во дворе, не потратив ни копейки. И это главное преимущество древесины в данном случае.

КПД деревянной лопасти стремится к нулю. Как правило, время и силы, которые уходят на создание такого ветряка не стоят полученного результата, выраженного в ваттах. Однако, как учебная модель или пробный экземпляр деревянная деталь вполне имеет место быть. А еще флюгер с деревянными лопастями эффектно смотрится на участке.

С шагами изготовления ветряка с вырезанными из фанеры лопастями ознакомит следующая подборка фотоснимков:

Галерея изображений

Фото из

С отслужившего велосипеда снимаем генератор и сверлим в нем отверстия для крепления рабочей части ветряка — фанерного диска с лопастями

На листе фанеры вычерчиваем лопасти будущего ветрогенератора. Для того чтобы сократить расход материала, лучше расположить их не так, как показано на фото, а направить основанием в противоположные стороны

Все детали рабочей части фанерного ветряка сначала вычерчиваем на бумаге, затем переносим на лист фанеры

В соответствии с разметкой выпиливаем детали сначала грубо электролобзиком, потом дорабатываем вручную по необходимости

Учитывая условия работы собираемой мини электростанции, обрабатываем ее перед сборкой. Покрываем антисептической пропиткой и антипиреном

Срезанные на один угол отрезки бруска прикручиваем к центральному диску, к которому будут крепиться все детали фанерного винта ветрогенератора

К закрепленным на диске колышкам прикручиваем фанерные лопасти и генератор от отслужившего велосипеда

После сборки рабочей части ветрогенератора проверяем, насколько свободно вращается диск с генератором. Если что-то мешает, подтачиваем, поправляем

Шаг 1: Подготовка генератора от велосипеда

Шаг 2: Нанесение шаблона для лопастей

Шаг 3: Чертежи шаблонов деталей ветряка

Шаг 4: Выпиливание компонентов рабочей части

Шаг 5: Обработка деталей антисептиком

Шаг 6: Крепление скошенных колышков

Шаг 7: Установка велосипедного генератора

Шаг 8: Проверка свободного вращения винта

Рабочая часть готова и проверена на работоспособность, значит, осталось ее только покрасить и прикрутить к мачте:

Галерея изображений

Фото из

Шаг 9: Фиксация винта ветряка на опоре

Шаг 10: Обработка деталей грунтовкой

Шаг 11: Окрашивание деталей ветряка

Шаг 12: Крепление рабочей части на мачте

Чертежи и примеры лопастей

Сделать правильный расчет винта ветрогенератора, не зная основных параметров, которые отображаются в формуле, а так же не имея понятия, как эти параметры влияют на работу ветряка, очень сложно.

Лучше не тратить свое время, если желания вникать в основы аэродинамики нет. Готовые чертежи-схемы с заданными показателями помогут подобрать подходящую лопасть для ветряной электростанции.

Чертеж лопасти для двухлопастного винта. Изготавливается из канализационной трубы 110 диаметра. Диаметр винта ветряка в данных расчетах – 1 м

Подобный небольшой ветрогенератор не сможет обеспечить вас высокой мощностью. Скорей всего, вы вряд ли сможете выжать из этой конструкции больше 50 Вт. Однако двухлопастной винт из легкой и тонкой ПВХ-трубы даст высокую скорость вращения и обеспечит работу ветряка даже при небольшом ветре.

Чертеж лопасти для трехлопастного винта ветрогенератора из трубы 160 мм диаметра. Расчетная быстроходность в этом варианте – 5 при ветре 5 м/с

Трехлопастной винт такой формы может быть использован для более мощных агрегатов, примерно 150 Вт при 12 В. Диаметр всего винта в этой модели достигает 1,5 м. Ветроколесо будет вращаться быстро и легко запускаться в движение. Ветряк с тремя крыльями встречается в домашних электростанциях чаще всего.

Чертеж самодельной лопасти для 5-ти лопастного винта ветрогенератора. Изготавливается из трубы ПВХ диаметром 160 мм. Расчетная быстроходность – 4

Такой пятилопастной винт сможет выдавать до 225 оборотов в минуту при расчетной скорости ветра 5 м/с. Чтобы построить лопасть по предложенным чертежам, нужно перенести координаты каждой точки из колонок «Координаты лекала фронт/тыл» на поверхность пластиковой канализационной трубы.

По предложенной ниже таблице можно рассчитать диаметр ветряка с 2-16 лопастями. При этом можно подбирать размер с учетом желаемой мощности на выходе.

По таблице видно, что чем больше крыльев у ветрогенератора, тем меньше должна быть их длина для получения тока одинаковой мощности

Как показывает практика, обслуживать ветрогенератор больше 2 метров в диаметре достаточно сложно. Если в соответствии с таблицей вам необходим ветряк большего размера, подумайте над увеличением числа лопастей.

С правилами и принципами ознакомит статья, в которой пошагово изложен процесс производства вычислений.

Выполнение балансировки ветряка

Балансировка лопастей ветрогенератора поможет сделать его работу максимально эффективной. Для осуществления балансировки нужно найти помещение, где нет ветра или сквозняка. Разумеется, для ветроколеса больше 2 м в диаметре найти такое помещение будет сложно.

Лопасти собираются в готовую конструкцию и устанавливаются в рабочее положение. Ось должна располагаться строго горизонтально, по уровню. Плоскость, в которой будет вращаться винт, должна быть выставлена строго вертикально, перпендикулярно оси и уровню земли.

Винт, который не движется, нужно повернуть на 360/х градусов, где х = количество лопастей. В идеале сбалансированный ветряк не будет отклоняться ни на 1 градус, а останется неподвижным. Если лопасть повернулась под собственным весом, ее нужно немного подправить, уменьшить вес с одной стороны, устранить отклонение от оси.

Процесс повторяется до тех пор, пока винт не будет абсолютно неподвижным в любом положении. Важно, чтобы во время балансировки не было ветра. Это может исказить результаты испытаний

Также важно проконтролировать, чтобы все части вертелись строго в одной плоскости. Для проверки на расстоянии 2 мм с обеих сторон одной из лопастей устанавливают контрольные пластины. Во время движения ни одна часть винта не должна коснуться пластины.

Для эксплуатации ветрогенератора с изготовленными лопастями потребуется собрать систему, аккумулирующую полученную энергию, сохраняющую ее и передающую потребителю. Одним из компонентов системы является контроллер. О том, как сделать , узнаете, ознакомившись с рекомендованной нами статьей.

Выводы и полезное видео по теме

Построить ветряк своими руками из подручных материалов вполне возможно. Если начать с более простых моделей, то и первая попытка, вероятно, станет успешной. С опытом беритесь за более сложные задумки, чтобы получить максимально эффективный и мощный ветрогенератор.

Видео #1. Как сделать ветряк из труб ПВХ:

Видео #2. Ветрогенератор своими руками:

Видео #3. Ветряк из оцинкованной стали:

Если вы хотите использовать чистую и безопасную энергию ветра для бытовых нужд и не планируете тратить огромные деньги на покупку дорогостоящего оборудования, самодельные лопасти из обычных материалов будут подходящей идеей. Не бойтесь экспериментов, и вам удастся еще больше усовершенствовать существующие модели винтов ветряка.

Хотите рассказать, как собственноручно делали лопасти для ветряка, снабжающего электроэнергией дачу? Желаете поделиться полезной информацией с посетителями сайта или задать вопрос? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке.

Изготовление лопастей (винта) для небольшого ветрогенератора фото-отчёт




Решил я попробовать сделать винт для ветрогенератора из жестянки. Ранее по совету одного из форумчан я уже делал винт для ветряка из авто-генератора. Винт делал из оцинкованной жести сложенной вдвойне, диаметр был тогда 1,7м, трёх-лопастной. Широкие лопасти были согнуты примерно как 350мм труба. Работал винт замечательно и был довольно жёсткий, вес лопасти одной составлял 860грамм. Но при сильном ветре одну лопасть согнуло и побило о мачту, оставил две лопасти. Обороты набирал винт огромные, но сильная вибрация была от дисбаланса лопастей и этот винт я снял.


Еще пару недель назад я в помощь солнечным панелям поставил один из моих ветрогенераторов. Лопасти поставил на него какие нашёл, две лопасти из 160-й трубы и две из оцинкованной жести. Винт вроде работал, но хотелось сделать нормальный винт, чтобы и быстроходный и с хорошим стартовым моментом. Ниже на снимке ветряк со сборными лопастями, качество конечно отвратительное, но думаю понятно что изображено.

>

Трубы 110,160мм при быстроходности 5-6 никак не хотели показывать хороший стартовый момент в программке, а трубы диаметром больше найти проблематично. Хороший результат в программке по расчету лопастей из ПВХ труб давали трубы 250,315мм, и стартовый момент высокий, и быстроходность с КИЭВ.


Тогда решил я попробовать сделать лопасти из жести, точнее из обрезков проф-настила, которые остались после обшивки дома проф-настилом. Предварительно в программке подогнал винт из 315-й трубы для своего генератора. Винт трёх-лопастной получился диаметром 1.5м, быстроходность с высоким КИЭВ 5-7, стартовый момент при 5м/с равен 0.25Нм. Ниже скриншоты из программки по расчёту лопастей.

>

Здесь данные для вырезания винта — все размеры в миллиметрах, по которым далее я делал лопасти.

>

Из обрезков проф-настила я выбрал три подходящих небольших кусочка и обрезал болгаркой по 75см. Далее с помощью молотка начал выпрямлять профиль в подобие гладкого листа. Тыльную кромку сразу подгибал с захватом 1см.

>

Далее на заготовке наметил размеры из программки и начертил линию фронта, по которой буду вырезать лопасть. К размерам добавил 1см так-как буду подгибать для жёсткости и фронтальную часть. Ниже на фото видно линию, по которой я буду плоскогубцами подгибать жесть. Толщина жести 0.6мм, но вырезаю обычными ножницами, а не болгаркой, так ровнее и проще.

>

Процесс подгибания кромок лопасти. Подгиб делается плоскогубцами и далее простукиванием молотком

>

Процесс изготовления остальных лопастей такой-же, на одну лопасть ушло минут двадцать работы и в итоге получились вот такие пока еще плоские лопасти.

>

Так лопасти выглядят с обратной стороны.

>

Далее я продольным постукиванием молотком придал лопастям форму желобков примерно как у 315-й трубы. Чтобы примерно угадать нарисовал на полу круг диаметром 320мм и по нему ориентировался. Корневую часть лопастей я подвергнул на 3см, и сложив лопасти вместе просверлил отверстия по нулевой линии. Сверлил отверстия диаметром 6мм.

>

Вид с обратной стороны.

>

Вот так потратив примерно полтора часа я сделал лопасти для ветрогенератора. Лопасти получились конечно хлипковатые, но как показала практика такие лопасти выдерживают ветер до 15м/с. Далее я из фанеры вырезал хаб и уже собрал готовый винт.

>

>

Ниже фото этого винта уже на ветрогенераторе.

>

>

После установки на ветрогенератор новый винт сразу показал себя с хорошей стороны. На улице был ветер примерно 3-6м/с и винт хорошо крутился с заметно более высокой быстроходностью. Моментально отзывался на изменение скорости ветра и крутился не останавливаясь. До него стаял сначала сборный четырёх-лопастной винт, но он как-то не набирал высоких оборотов. Потом я снял жестяные лопасти две штуки и остались там две лопасти из 150-й трубы. Обмотки генератора я соединил треугольником и в таком виде с двухлопастным винтом ветряк работал, но винт периодически останавливался и потом трудно стартовал. Ток зарядки был нестабильный, но на порывах при сегодняшнем ветре доходил до 4А.


С новым трёх-лопастным винтом зарядка практически постоянная, 0.5-1А видно на амперметре постоянно с увеличением до 2А. Посмотрим как будет на более сильном ветре, но уже неплохо. Из-за быстроходности зарядка не прекращается и винт легко стартует что я и хотел сделать. А крепкость винта думаю достаточная, но это покажет время. Из жести винты для ветряков мне не встречались в интернете и конечно по прочности их не сравнить даже с ПВХ трубами, но это тоже выход когда проблематично достать канализационные трубы больших диаметров.


Эффективный винт для ветрового генератора

Основная часть ветрогенератора это винт, который и преобразует энергию ветра в механическую работу. Значит чем лучше винт, тем более больше и стабильнее ветрогенератор сможет вырабатывать электричества.

Создавая винт автор хотел сделать его и быстроходным и с хорошим стартовым моментом, для этого он даже использовал специализированную программу по расчету коэффициента эффективности.

Материалы использованные для создания винта:
1) профнастил толщина 0.6 мм
2) болгарка
3) молоток
4) плоскогубцы
5) ножницы по металлу

Рассмотрим более подробно основные моменты работы над созданием винта.

Для начала он приступил к основным расчетам. Сначала были испытаны трубы диаметром 110 и 160 мм, так как они имелись в наличии в у автора, но при хороших быстроходных качествах от них не удавалось добиться достаточного стартового момента. Тогда он решил проверить какой именно диаметр будет наиболее приемлемым со стороны программы. Расчеты показали что наилучший коэффициент имеют трубы из ПВХ диаметром 250 и 315 мм. Они имеют отличные показатели как быстроходности, так и стартового момента.

Но так как труб такого диаметра не было и найти их довольно сложно, то он решил сделать лопасти из жести, которая осталась от обшивки дома профнастилом. Предварительно были совершены расчеты с винтом из 315-ой трубы в программе. Винт состоял из трех лопастей и получался диаметром около 1.5 метра. По расчетам быстроходность такого винта получалась с высоким КИЭВ 5-7, а стартовый момент при ветре в 5 м\с был равен 0.25 Нм.

Ниже предоставлены выдержки из программы по расчету эффективности лопастей:

Ниже представлены все основные расчеты и данные о размерах в миллиметрах, исходя из которых приступил к изготовлению лопастей будущего винта.

Из обрезков настила были выбраны наиболее подходящие куски в количестве трех штук и обработаны болгаркой до 75 см. При помощи молотка профилю был предан вид гладкого листа, а тыльная кромка сразу подгибалась с захватом в 10 мм.

Далее на полученных листах автор произвел разметку линии фронта работ, по которой в последствии и были вырезаны лопасти. К основным размерам был добавлен один сантиметр, так как автор решил подогнуть края дабы придать жесткость конструкции. На фотографиях ниже представлена линия по которой будет происходить подгиб металла. Толщина жести получилась около 0.6 мм, что позволило справляться ножницами по металлу, а не болгаркой, благодаря чему лопасти получились более ровными.

Для жесткости кромки лопастей были подогнуты. Делалось это при помощи плоскогубцев с последующим постукиванием молотком.

Таким образом было изготовлено три лопасти, на каждую из которых автор затратил около двадцати минут работы.

Вид лопастей с обратной стороны:

Как видно лопасти еще плоские, поэтому автор приступил к созданию изгиба.

При помощи продольного простукивания молотком лопастям была предана форма желобов формой похожих на 315-ую трубу. Для визуального понимания он нарисовал круг диаметром 320 мм и ориентировался по нему при манипуляциях с формой лопастей. Так же были просверлены отверстия диаметром 6 мм для последующей сборки винта.

Далее из фанеры был вырезан хаб и автор приступил к полномасштабной сборке винта. Практика показала, что лопасти такой конструкции с легкостью выдерживают ветер до 15 м\с.

А вот винт уже установлен на ветрогенератор.

После установки этого винта, он сразу же показал себя с лучшей стороны. При скорости ветра в 3-5 м\с он отлично набирал обороты и моментально отзывался на изменение ветра. До этого винты установленные на генератор либо периодически останавливались, либо не имели достаточного количества оборотов для выдачи стабильного тока.

Теперь зарядка стала практически постоянной, сила тока от 0.5-1 А и постоянно увеличивается до 2 А. Из-за быстроходности зарядка не прекращается, даже при слабом ветре. Таким образом автор нашел отличный выход для постройки надежного и стабильного винта для ветряка из подручных средств, чего он и добивался. Эта инструкция может помочь вам, если вы так же испытываете затруднения с поиском больших ПВХ труб в вашем регионе.

Источник (Source)

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Facebook

ВКонтакте

Twitter

ОК

Как сделать небольшой ветрогенератор своими руками

Итак, мы собираемся сделать небольшой ветрогенератор. Его можно изготовить в домашних условиях. 90% деталей выполнены из пластиковых труб и фитинга, поэтому его с легкостью можно разбирать для транспортировки и снова собирать. Давайте начнем.

Изготовление лопастей

Для этого вам понадобится пластиковая труба диаметром 8 см и длиной 25 см.
Разрежьте ее вдоль на три равные части. Каждую часть разрезаем вдоль под углом и из полученных деталей вырезаем лопасть, как на рисунке.
Для основы винта берем любую круглую пластину, диаметр которой 6 см.
Делаем в ней три равноудаленных отверстия и с помощью небольших болтов и гаек крепим лопасти к пластине.

Изготовление основы

На основе и мачте ветрогенератора устанавливается винт, генератор, хвост и поворотный механизм. Основу сделать очень просто. Для этого понадобится несколько коротких отрезков пластиковой трубы и некоторые элементы фитинга.
4 отвода и 3 тройника соединяем, как на рисунке.

Делаем хвост

Для нормальной работы ветрогенератора нужен хвост. Каково его назначение? Хвост нужен для автоматического поворота оси винта при изменении направления ветра.
Для его изготовления нужно вырезать пластину из оцинкованной стали, сделать прорезь в пластиковой трубе, вставить в нее пластину и закрепить все болтом.

Корпус с генератором

Для изготовления корпуса с генератором понадобятся:

  • электропровод,
  • корпус пластиковой ручки ,
  • пластиковый тройник,
  • два подшипника,
  • мотор (генератор) постоянного тока на 3 В.

Вставьте генератор в тройник.
Закрепите подшипники на общей оси.
В качестве оси можно использовать отрезок корпуса ручки.
Один подшипник должен крепиться к тройнику.

Мини ветрогенератор готов

Поставьте ветрогенератор напротив вентилятора.
Подсоедините щупы к проводам на выходе. Да, прибор покажет, что вырабатывается электрический ток. С эффективным генератором можно зарядить 3-вольтовую батарею. Кроме этого, подобным образом можно сделать ветрогенератор побольше, которым можно будет заряжать мобильный телефон.

Смотрите видео работы ветрогенератора

Как сделать флюгер из дерева своими руками — фото, чертежи и видео-инструкция

Флюгером называют устройство, которое устанавливают на крыши домов и используют для определения направления и силы ветра. Изначально он использовался метеорологами, но теперь, когда для этого появились более надежные и точные способы, стал элементом декора, подчеркивающим индивидуальность и стиль хозяев. Красивый и оригинальный флюгер можно купить в магазине или заказать у мастера модель с индивидуальным дизайном. В этой статье мы расскажем, как сделать это полезное устройство своими руками из дерева и других подручных материалов.

Содержание статьи

Устройство

Флюгер – простой метеорологический прибор, с помощью которого легко определить, куда дует ветер. Он устанавливается на конек кровли или на оголовок трубы и служит занятным украшением, ко которое к тому же имеет практическое применение. Конструкция этого прибора включает следующие элементы:

Устройство флюгера

  1. Корпус. Корпус или стакан – часть флюгера, в которую вставляют ось и закрепляют розу ветров. С помощью подкосов он фиксируется на коньке крыши. Чтобы сделать корпус своими руками используют отрезок трубы, иногда для облегчения вращения оси в него помещают подшипник.
  2. Ось. Осью вращения называют элемент, благодаря которому флюгер вращается. Она изготовляется из армированного прутика, палки или других материалов.
  3. Колпачок. Небольшую деталь в виде воронки или круга с отверстием посередине называют колпачком. Он прикрепляется к оси вращения флюгера и служит ограничителем и защитой для корпуса от проникновения влаги.
  4. Флюгарка. Флажок прикрепляются на ось вращения, он приводится в действие потоками ветра и указывает его направление. Указывающая часть флюгарки называется стрелкой, а противоположная – противовесом. Опытные мастера могут изготовить эту деталь в виде животного или целой сюжетной картины, при этом для работы им не нужны чертежи, достаточно показать понравившееся фото. Своими руками можно сделать флюгарку из дерева или пластика.
  5. Роза ветров. Розой ветров называют указатель сторон света, он представляет собой два скрещенных под прямым углом прутика с буквенными ли цветовым обозначением, по которым можно понять, где находится север, юг, запад и восток. Чтобы правильно сделать розу ветров своими руками, при установке нужно сориентировать указатели по компасу.

Флюгер в виде мельницы из дерева

Ветряк в виде петушка из фанеры

Ветряк с пропеллером и мышкой

Обратите внимание! Если вы посещали приморские города, то, вероятно, заметили, что почти каждый дом там венчает замысловатый флюгер в виде животных, растений или даже целых сюжетов. Он может отражать род занятий домовладельцев, фамильный герб. Во все времена люди верили, что флюгер отпугивает злых духов и защищает от сглаза. Если не брать в расчет суеверия, то флюгер, изготовленный своими руками, отлично отпугивает птиц.

Самостоятельное изготовление

Флюгер простой конструкции легко сделать своими руками из подручных материалов, используя оцинкованную сталь, фанеру, пластиковые бутылки или даже ненужные диски. Плюс этого метода в том, что такое изделие выглядит уникально и не требует больших затрат. Проводя выходные на даче, эту затею можно превратить в совместное развлечение для детей и взрослых. Чтобы сделать флюгер своими руками пригодятся обрезки строительных материалов, к примеру, тонкая фанера. Кроме этого потребуется длинный гвоздь или саморез, брусок из дерева, 3 большие плоские бусины, ножовка, карандаш, клей и маркер. Процесс изготовления выглядит следующим образом:

  • Распечатайте или сделайте выкройку деталей флюгера на бумаге. Мы предлагаем выбрать модель в виде упрощенного самолетика из трех треугольников разных размеров.

    Схема выкройки и собранного ветряка из фанеры

  • Перенесите выкройку на тонкую фанеру с помощью маркера и аккуратно выпилите детали заготовки с помощью ножовки или лобзика. Посредине среднего и маленького треугольника сделайте выпилы, чтобы можно было соединить отдельные части самолета. Ровно посредине большой детали изготовьте отверстие.
  • Подготовьте деревянный брусок 50х50 мм или 100х100 м. Он нужен, чтобы сделать основание флюгера. Посредине бруска просверлите дрелью отверстие, соответствующие по диаметру заготовленному гвоздю.
  • Соберите флюгер-самолетик из фанерных заготовок. Треугольник самого большого размера будет фюзеляжем, на середину основания этой детали надевают и приклеивают треугольник среднего размера, который изображает хвост самолета. Маленький треугольник вставляют на угол фюзеляжа, он играет роль носа.
  • На гвоздь или саморез надевают одну бусину, затем флюгарку в виде самолета, а потом оставшиеся две бусины. Гвоздь или саморез забивают в подготовленный брусок. После этого остается только установить флюгер на конек крыш.

Важно! Древесина – не самый долговечный материал для изготовления флюгера, от постоянного воздействия влаги она темнеет, покрывается плесенью, а затем разрушается. Чтобы поделка радовала глаз дольше, нужно покрыть фанеру краской или лаком. Эта мера сохранит внешний вид флюгера и сделает его более заметным.

Чертеж и схема изготовления ветряка с пропеллером в виде героя мультфильма «Карлсон»

Ветряк с пропеллером из дерева

Монтаж флюгера

После того, как вы изготовили флюгер своими руками, нужно закрепить его на крыше. Чтобы он правильно определял направление ветра, а не служил бесполезным украшением, следует придерживаться следующих правил:

  1. Флюгер устанавливают на самую высокую точку кровли – конек, трубу дымохода или вентиляции. Можно закрепить его на крыше дома, беседки, теплицы. Если вы хотите, чтобы флюгер правильно указывал направление ветра, то устанавливайте прибор на высоту от 4-5 м.
  2. В строительных магазинах продаются специальные крепления для флюгера. Они представляют собой уголки для фиксации на коньке крыши. Более дорогие модели оснащаются специальными винтами, с помощью которых можно скорректировать положение флюгера, сделать его точно вертикальным.

    Универсальное крепление для ветряка на конек

  3. Чтобы флюгер располагался строго вертикально, что очень важно для правильного определения сторон света, проверяйте положение прибора с помощью строительного уровня.
  4. Роза ветров, указывающая стороны света, закрепляется и ориентируется по компасу. Если работать с компасом вы не умеете, то воспользуйтесь мобильным телефоном или навигатором, на картах которых всегда указывается, где север и юг.
  5. При нежестком креплении флюгер, вращаясь, создает шум и вибрирует, поэтому завинчивайте саморезы до конца. Чтобы сильные порывы ветра не сорвали флюгарку, усиливайте крепление с помощью подкосов.

Способы крепления ветряка

Обратите внимание! Чтобы флюгер показывал не только направление ветра, но и силу, изготовляют специальный подвес. Он вырезается из листа металла, пенопласта или тонкой фанеры в виде небольшого прямоугольника. С одной стороны заготовки проделывают отверстие, вставляют в него нитку, а затем подвешивают к стрелке флюгарки. При дуновениях ветра подвес отклоняется, демонстрируя, насколько порыв сильный.

Видео-инструкция

Конструкция винта для компактного ветрогенератора

Ветроэнергетика сегодня — это активно развивающаяся отрасль. Но использование энергии ветра связано с определенными трудностями, в частности слабым и непостоянным напором ветра. Рассматриваемая далее конструкция винта позволяет повысить эффективность работы ветрогенератора.
На сегодняшний день существует множество конструкций винтов ветрогенераторов. Данная конструкция является усовершенствованной версией этого множества и обладает более высокими характеристиками в условиях использования при слабом и непостоянном ветре.
Все существующее множество можно условно разделить на два типа. Первый тип использует подъемную силу ветра (ветряк с горизонтальной осью вращения), второй тип использует силу напора потока (ветряк с вертикальной осью вращения). Данная конструкция совмещает в себе обе возможности использования силы ветра.
Давайте подробнее рассмотрим эту конструкцию.
На рисунке выше показана конструкция ветрогенератора с вертикальной осью вращения. Лопасти вращаются вокруг своей оси в обратную сторону вращения ветряка.
Ветрогенератор необходимо строго ориентировать по направлению ветра.
На рисунке ниже представлена конструкция ветрогенератора (вид сверху).
При работе ветрогенератора лопасти вращаются вокруг своей оси в обратную сторону вращения ветряка таким образом, что за время поворота ветряка на 360 градусов лопасть повернется на 180 градусов.
Соблюдая такую пропорцию вращения, мы в итоге получим, что лопасть, двигающаяся по направлению движения ветра, перпендикулярна потоку движения ветра. (1)
В момент обратного хода, когда лопасть движется против ветра, она повернута к потоку ребром и имеет наименьшее лобовое сопротивление. (3)
В промежуточном состоянии лопасть расположена под углом к направлению движения ветра, и на неё действует подъемная сила, вектор которой совпадает с вектором вращения ветрогенератора. (2,4)
Давайте более подробно рассмотрим силы, действующие на лопасти ветряка.
Считаем, что ветряк крутится со скоростью движения ветра или близкой к этому. Лопасть в положении 1 расположена перпендикулярно потоку ветра и движется со скоростью ветра, она не выполняет никакой работы, ее КПД равен нулю. В положении 2-3 лопасть, двигаясь по направлению движения ветра, начинает смещаться перпендикулярно потоку ветра и с учетом скорости вращения ветряка и скорости ветра набегающий поток попадает в ребро лопасти, обтекая ее, и создает подъемную силу, вектор которой направлен по направлению вращения ветряка. Показана стрелочками, размерами стрелок условно показал увеличение подъемной силы ветра. В положении 4 лопасть незначительно смещается по направлению ветра, основное ее движение перпендикулярно потоку, и с учетом скорости вращения ветряка и скорости ветра набегающий поток попадает в ребро лопасти, обтекая ее, и создает подъемную силу, вектор которой направлен по направлению вращения ветряка. В положении 5 лопасть движется перпендикулярно потоку, так как это происходит в ветряках с горизонтальной осью вращения, и на нее действуют такие же силы, как и на них. В положении 6-7-8 лопасть движется не только перпендикулярно потоку, но и начинает движение навстречу ему. Поэтому подъемная сила ветра растет, но вектор ее теперь постепенно отклоняется в сторону от направления вращения ветряка. Показано стрелочками. В положении 9 лопасть повернута к потоку ветра ребром и движется навстречу ему с такой же скоростью. Поэтому подъемная сила в 2 раза больше, но направлена перпендикулярно направлению движения ветряка. Перейдя через условный ноль, подъемная сила меняет свое направление на противоположное, сохранив величину. В положении 10-11-12 лопасть постепенно замедляет движение навстречу потоку и увеличивает движение перпендикулярно ему. Поэтому вектор подъемной силы уменьшается, но зато направление вектора постепенно выравнивается и начинает совпадать с направлением вращения ветряка. Я хочу отметить: положение лопасти остается оптимальным для набегающего потока, который обтекает ее и срыва потока не происходит. В положении 13 лопасть движется перпендикулярно потоку, так как это происходит в ветряках с горизонтальной осью вращения, и на нее действуют такие же силы, как и на классический ветряк с горизонтальной осью вращения. В положении 14-15-16 лопасть постепенно замедляет свое движение перпендикулярно потоку ветра и увеличивает движение по направлению ветра. Подъемная сила ветра постепенно уменьшается. Вектор подъемной силы теперь совпадает с направлением вращения ветряка. Так как скорость вращения ветряка равна или близка скорости движения ветра, мы не можем получить никакой пользы от силы напора потока. Но в статическом положении, когда ветряк остановлен, возможность конструкции использовать силу напора потока является огромным плюсом. Это дает конструкции высокий стартовый порог при малой скорости ветра, позволяет растолкать конструкцию до момента, пока лопасть сориентируется относительно набегающего потока и зацепится за подъемную силу ветра.
Для сравнения рассмотрим чашечный анемометр. Воздушный поток давит на левую и правую сторону анемометра одинаково, но за счет того что с одной стороны чашечка повернута к потоку выпуклой стороной, а с другой вогнутой, создается разница в давлении на левую и правую сторону. Конструкция поворачивается. Эта разница составляет 5-10%. В моей конструкции лопасть в положении 1 повернута плоскостью к потоку, а в положении 9 — ребром. При таком расположении лопастей разница давления на левую и правую половину будет гораздо больше, чем у чашечного анемометра. Отсюда вывод: стартовый порог конструкции выше стартового порога традиционных ветряков с вертикальной осью вращения, ну и конечно с горизонтальной тоже.
У конструкции есть недостатки: в частности, по фронту и тылу ветряк наиболее полно использует подъемную силу ветра, но по флангам подъемная сила ветра или стремится к нулю или вектор подъемной силы ветра отклоняется от направления вращения ветряка.
Для сравнения рассмотрим классический ветряк с горизонтальной осью вращения. Давайте условно разделим обметаемую поверхность на три области: А, Б, С. В области А лопасть движется быстрее скорости ветра и никакой работы не выполняет, а только создает низкочастотный неприятный шум. В области Б лопасть движется со скоростью ветра и производит максимальную работу. В области С лопасть движется гораздо медленнее скорости ветра, вследствие чего производит меньше работы. В силу особенности конструкции имеет большой размер и вес в основании лопасти, что приводит к излишней парусности и инертности ветряка. Из рассмотренного выше видно, что лопасть ветряка с горизонтальной осью вращения работает фрагментарно. В моей конструкции лопасти работают всей своей поверхностью и, если вспомнить теорию, гораздо ближе к идеалу. Идеальный ветряк имеет бесконечно длинные и бесконечно тонкие лопасти.
Давайте подробней рассмотрим устройство нашей конструкции. На первый взгляд кажется что конструкция ветряка довольно сложная, требует строгой ориентации по направлению ветра, выдвигает требования вращения лопастей с заданной пропорцией, но это не так.
Рассмотрим один из вариантов реализации конструкции с заданными параметрами.
На рисунке выше представлена условная схема одного плеча ветрогенератора:
1. Лопасть ветрогенератора.
2. Зубчатый ремень (по типу ремня ГРМ) для передачи вращения от редуктора к лопасти.
3. Элемент ориентации по ветру (флюгер, хвостовое оперение).
4. Редуктор.
5. Шестеренка ориентации ветрогенератора по ветру.
6. Основание ветрогенератора.
7. Мачта на которой закреплен ветрогенератор.
Ветрогенератор закреплен на мачте 7 через подвижное соединение (подшипник) и свободно вращается вокруг своей оси. Необходимое соотношение вращения и направления вращения ветрогенератора и лопастей реализуется с помощью редуктора 4 и передается на лопасть 1 с помощью ремня 2. При работе ветрогенератора лопасти вращаются вокруг своей оси, в обратную сторону вращения ветрогенератора, (ветрогенератор вращается по часовой стрелке, лопасть вращается против часовой стрелки) таким образом, что за время поворота ветрогенератора на 360 градусов лопасть повернется на 180 градусов. Направление ветрогенератора по отношению к ветру определяется положением лопастей, которое в свою очередь зависит от шестеренки ориентации ветрогенератора по ветру 5. Шестеренка 5 закреплена на мачте 7 через подвижное соединение (подшипник) и свободно вращается вокруг своей оси. Положение шестеренки 5 определяется флюгером 3 (хвостовое оперение) который жестко закреплен на шестеренке 5 и поворачивает её вокруг оси в зависимости от направления ветра. Таким образом мы видим что для организации нужного вращения лопастей достаточно несложного механизма редуктора 4 и ремня 2, которые являются довольно простыми деталями и не могут увеличить стоимость ветрогенератора. Для ориентации ветрогенератора по ветру нет необходимости поворачивать всю конструкцию, как ветрогенератор с горизонтальной осью вращения, достаточно повернуть шестеренку 5, с чем легко справится флюгер 3, без дополнительных затрат энергии.
При небольших размерах ветрогенератора и малом количестве лопастей флюгер легко справляется с задачей ориентации ветрогенератора по направлению ветра, однако при увеличении размеров ветряка и количества лопастей на шестеренку 5 (шестеренка ориентации ветрогенератора по ветру) будет действовать значительный крутящий момент, который будет поворачивать шестеренку 5 по ходу вращения ветрогенератора. Флюгер будет противодействовать этой силе и возвращать шестеренку в исходное состояние, оптимальное для правильной ориентации ветрогенератора по направлению ветра. В результате взаимодействия этих противоположно направленных сил будет возникать раскачивания шестеренки 5, которое будет передаваться через редуктор 4, и ремень 2, на лопасть 1, что приведет к ненужной вибрации. Для того, чтобы исключить возможность возникновения ненужной нам вибрации, необходимо заменить флюгер на другую конструкцию.
На рисунке выше условно изображена конструкция ветрогенератора, у которой система ориентирования по ветру состоит из вращающейся крыльчатки 9, поворотного кожуха 10, и понижающего редуктора 11, который передает крутящий момент на шестеренку 5.
Рассмотрим принцип действия этой системы ориентирования. На рисунке выше слева схематично изображена крыльчатка и экран, который заслоняет крыльчатку от ветра. В таком положении крыльчатка находится в покое. Когда направление ветра меняется, экран уже не закрывает крыльчатку полностью и поток ветра давит на незакрытые экраном лопасти крыльчатки, приводя их в движение. Крыльчатка 9 вращается, передавая это вращение через понижающий редуктор 11 шестеренке 5, на которой закреплен экран 10. Экран вращается в ту же сторону, что и крыльчатка, но с заданным редуктором замедлением и закрывает крыльчатку от потока ветра. Вследствие чего крыльчатка останавливается. Когда направление ветра меняется в другую сторону, все происходит точно так же, только крыльчатка крутится в другую сторону и экран, поворачиваясь в сторону поворота крыльчатки, закрывает ее. Размер экрана влияет на чувствительность конструкции. Если размер экрана составляет четверть длины окружности, конструкция становится более чувствительной к смене направления ветра.
Применение редуктора дает нам возможность более четко фиксировать положение шестеренки 5 и исключает возможное раскачивание и ненужные вибрации. С другой стороны меньшее противодействие на поворот крыльчатки делает конструкцию более чувствительной к малейшему изменению направления ветра. Чем больше понижающий коэффициент редуктора, тем большее поворотное усилие удерживает шестеренка 5 и выше чувствительность конструкции к изменению направления ветра. Но большой понижающий коэффициент увеличивает время отработки изменения направления ветра, что нежелательно в условиях частого изменения направления ветра.
Компромисс между жесткостью положения шестеренки 5, размерами крыльчатки 9 и экрана 10, чувствительности конструкции к изменению направления ветра, и временем отработки поворота необходимо установить экспериментально с учетом особенностей эксплуатации в конкретных условиях.
Рассмотрим конструкцию редуктора подробно. На рисунке выше изображено: крыльчатка 9, редуктор в разрезе 11 и шестеренка 5 (шестеренка ориентации ветрогенератора по ветру). Крыльчатка 9 жестко закреплена на корпусе редуктора 11 и составляет с ним единое целое. Вся эта конструкция крепится на мачту 7 с помощью подшипника и свободно вращается вокруг мачты. Шестеренка А жестко закреплена на мачте 7 и не вращается относительно мачты. Четыре шестеренки Б крепятся к осям С через подшипники и свободно вращаются на этих осях. Оси С жестко закреплены в шестеренке 5. Шестеренка 5 крепится к мачте 7 через подшипник и свободно вращается вокруг мачты.
Вращающаяся крыльчатка передает крутящий момент на корпус редуктора 11, который в свою очередь вращает шестеренки Б. Шестеренки Б движутся вокруг шестеренки А и передают это движение через оси С шестеренки 5, которая определяет положение лопастей ветрогенератора относительно ветра. Для увеличения понижающего коэффициента редуктора можно использовать несколько сегментов, как показано на рисунке ниже.
Для данной конструкции ветрогенератора можно применить электронную систему ориентирования по ветру. Для этого необходимо убрать экран и крыльчатку. На место крыльчатки устанавливается электродвигатель, который управляется электронной схемой ориентирования по направлению ветра. Такая схема ориентирования дает возможность дистанционно управлять положением лопастей. При необходимости отворачивать ветрогенератор от ветра, тем самым останавливая его для обслуживания, подключения и отключения оборудования и т. д.
В отличие от ветрогенераторов с горизонтальной осью вращения, где ведомое оборудование находится высоко над землей, данная конструкция ветрогенератора имеет неоспоримое преимущество. Конструкция ветрогенератора позволяет легко передавать крутящий момент вниз к основанию мачты с помощью вала 12. Это значительное преимущество, если ведомое оборудование имеет большой вес и габариты и не может быть поднято высоко над землей.
Ветряк использует подъемную силу ветра как движущую силу, но реализует это посредством иной траектории движения лопастей, в сравнении с классическим ветряком с горизонтальной осью вращения. Воспользоваться силой напора потока конструкция может только в момент старта, что дает ей высокий стартовый порог. Конструкция не будет вращаться быстрее скорости ветра, и лопасти, расположенные перпендикулярно потоку, не будут тормозить вращение. Давайте подробнее рассмотрим, как работает ветряк.
Если конструкция вращается со скоростью ветра, ее лопасти расположены к набегающему потоку строго параллельно, поток обтекает лопасть равномерно с обоих сторон и подъемная сила не возникает. Если вращение ветряка отстает от скорости ветра на какой-то угол, то набегающий поток давит на лопасть с положительным углом атаки и создает подъемную силу ветра. Ветряк будет стремится достигнуть скорость ветра, но чем ближе скорость вращения ветряка к скорости ветра, тем меньше будет угол атаки набегающего потока, а следовательно и подъемная сила. Если мы будем нагружать ветряк, пытаясь затормозить его, угол атаки будет расти, а следовательно будет расти подъемная сила ветра. Скорость вращения ветряка падать не будет, но крутящий момент многократно вырастет. Ветряк сам регулирует угол поворота лопастей в зависимости от скорости ветра и снимаемой мощности. Если проводить аналогии, то классический ветряк с горизонтальной осью вращения должен уметь менять угол поворота и заклинивания лопасти в зависимости от скорости ветра в каждый момент времени. Такие лопасти сделать очень трудно.
Если сравнивать конструкцию с простым горизонтальным ветряком, то она конечно гораздо сложнее. Но это необходимое усложнение конструкции для того, чтобы адаптировать ее к нашим условиям эксплуатации. Я живу в Краснодаре. Среднегодовая ветровая нагрузка у нас — 6 м/с, перепад скоростей — от полного штиля до ураганных порывов при частых изменениях направления ветра. И такие условия почти на всей территории России. В таких условиях классический ветряк с горизонтальной осью вращения работать эффективно не будет. Необходимо усложнять конструкцию, делать поворотные лопасти, усовершенствовать систему ориентирования по ветру (во избежание раскачки). То есть мы вынуждены усложнять конструкцию, чтобы повысить ее эффективность. Если мой ветряк легко справится с задачей регулирования угла атаки в зависимости от снимаемой нагрузки и скорости ветра, то с классическим горизонтальным ветряком не все так просто. Делая поворотные лопасти, мы будем вынуждены отказаться от углов заклинивания лопасти, то есть придется сделать лопасть прямой, а это ухудшит аэродинамику винта. Поворачивать весь ветряк вместе с генератором гораздо сложнее, чем повернуть шестеренку 5 в моей конструкции (шестеренка ориентации ветрогенератора по ветру).
Основное преимущество моей конструкции перед классическим горизонтальным ветряком — это большой крутящий момент при скорости движения лопастей со скоростью ветра. Высокий стартовый порог. Простота ориентирования по направлению ветра.
Классический горизонтальный ветряк имеет очень высокую быстроходность (может доходить до 300 об. секунду), но стоит приложить к нему нагрузку, как скорость вращения резко падает.
Как провести численные сравнения получаемой мощности, я не знаю, если можете — подскажите.
Ветрогенератор надо рассматривать как комплекс: винт плюс полезная нагрузка, которую винт тянет. И согласование винта с нагрузкой — очень важный момент. Рассмотрим классический ветряк с горизонтальной осью вращения. При отборе мощности скорость вращения начинает падать, но мощность растет до какой-то величины. Мы продолжаем увеличивать отбор и тогда и мощность, и обороты падают. Задача контролера регулированием отбора мощности — держать постоянно максимальные значения, балансировать на пике. Если винт имеет поворотные лопасти, то в зависимости от скорости вращения лопасти меняют угол атаки, чтобы повысить эффективность работы ветрогенератора. Все эти регулировки приблизительные, мы точно не знаем, почему упали обороты. Изменилась скорость ветра, перегрузили ветряк отбором мощности или какие-то другие причины. Потом не надо забывать, что углы заклинивания лопасти рассчитываются под конкретную скорость ветра, и винт может выдать максимум, только если ветер соответствует параметрам винта. А делая лопасти поворотные, мы вообще вынуждены отказаться от углов заклинивания, что сильно ухудшает аэродинамику винта. Теоретический КИЭВ идеального винта с горизонтальной осью вращения Н.Е. Жуковский 0,593 Г.Х. Сабинин 0,683 при этом реальный винт, имеющий практический КИЭВ 0,4, считается отличным результатом. Грубо говоря, практический КИЭВ — это две трети от теории. Это не потому, что теория плохая, просто невозможно сделать лопасть, которая будет менять углы заклинивания и угол атаки в зависимости от скорости ветра. Непонятно как регулировать угол атаки лопасти в зависимости от снимаемой мощности (почему упала мощность, необходимо увеличить угол атаки или просто изменилась скорость потока). Поэтому все горизонтальные винты работают с усредненными параметрами, углы заклинивания рассчитываются по средней скорости ветра, углы атаки лопасти в зависимости от скорости вращения, без учета снимаемой нагрузки, и т д и т п.
С моей конструкцией по-другому, ветряк сам регулирует угол поворота лопастей в зависимости от скорости ветра и снимаемой мощности. Если мы перегрузим ветряк, угол атаки станет слишком большим, произойдет срыв потока с лопасти и обороты ветряка упадут ниже скорости ветра. Это четкая граница, мы можем нагружать ветряк до тех пор, пока скорость его вращения равна скорости ветра. Ветряк сам регулирует угол поворота лопастей в зависимости от скорости ветра и снимаемой мощности и выдает максимум, пока его скорость вращения равна скорости ветра.
Скорость вращения моего ветряка никогда не превысит скорость ветра в отличии от ветряков с горизонтальной осью вращения, но крутящий момент, который он способен выдать, многократно превышает крутящий момент ветряка с горизонтальной осью вращения. А вращение со скоростью ветра дает свои преимущества. Так при диаметре ветряка 2 м длина его окружности будет равна 6,28 м. То есть при скорости ветра 6м/с ветряк будет делать примерно один оборот в секунду. А при ураганном ветре 25 м/с будет делать всего 4 оборота в секунду. Это небольшая скорость вращения и никаких запредельных перегрузок конструкция испытывать не будет, хотя при таком ветре уже шифер с крыш улетает. Не надо сравнивать с ветряками, которые используют силу напора потока как движущую силу, так как они выполняют максимальную работу, когда их лопасть движется в три раза медленнее скорости ветра, а моя конструкция — когда лопасть движется со скоростью ветра. Следовательно моя конструкция в три раза эффективней.
Насчет потерь на механизме синхронизации, поворота лопастей. Давайте рассмотрим подробнее. При полном отсутствии ветра мы руками раскручиваем конструкцию за плечо, на котором закреплена лопасть и механизм поворота лопасти. Мы затратим какую-то энергию на вращение конструкции, часть этой энергии потратится на вращение лопасти вокруг своей оси. Но при работе ветряка все происходит не так. Лопасть является движущей деталью конструкции, на лопасть действует подъемная сила ветра. Рассмотрим лопасть подробнее. Лопасть симметрична хорде, обе грани лопасти одинаково закруглены (так как лопасть поворачивается к потоку то одной гранью, то другой). При стекании с закругленного конца лопасти поток будет срываться, образуя область низкого давления что приведет к тому, что вектор подъемной силы ветра будет смещен немного назад относительно центра симметрии лопасти. Короче говоря, лопасть, расположенная под каким-то углом к набегающему потоку, будет стремится повернуться параллельно потоку. Будет возникать крутящий момент. Это если у чемодана ручку прикрепить не по центру а сместить в сторону, чемодан перекосит, чемодан тяжелее не станет, просто точка опоры не совпадает с центром тяжести. Когда лопасть движется по фронту, относительно набегающего потока, возникающий закручивающий эффект совпадает с направлением вращения лопасти. Когда по тылу возникающий закручивающей эффект противодействует вращению лопасти. Эти силы одинаковы, но противоположно направлены и должны уравновесить друг друга. Но на практике лопасть, движущаяся по фронту, будет получать больше энергии от потока, чем лопасть, движущаяся по тылу (она находится как бы в тени первой, часть энергии поток уже отдал, и его воздействие на лопасть более слабое). Поэтому в результате сложения этих противоположно направленных сил у нас останется положительный остаток, совпадающий с направлением вращения лопасти. Чем больше лопастей имеет конструкция, тем больше затеняющий эффект, и тем сильнее будет проявляться крутящий момент лопасти.
В развитии ветроэнергетики можно условно выделить два направления. Первый — строительство ветропарков в местах с высокой ветровой нагрузкой и дальнейшей транспортировкой электроэнергии потребителю. Второй — установка ветрогенераторов непосредственно на месте потребления электроэнергии. Первый выгоден, если находится недалеко от потребителя. Второй развит плохо, так как на рынке нет конструкции, способной эффективно использовать нестабильные порывистые потоки ветра. Моя конструкция ориентирована на решение этой задачи и обладает необходимыми для этого качествами. Бесшумность (для возможности размещения рядом с местом проживания), простота ориентирования по ветру, высокий стартовый порог, большой крутящий момент при скорости движения лопастей со скоростью ветра, устойчивость к ураганным порывам ветра.

Обоснование возможного прироста мощности

Если сравнить теоретические исследования и практические достижения ветряков, использующих подъемную силу ветра как движущую силу (горизонтальные) и силу напора потока (вертикальные), то мы увидим следующее. Теоретический КИЭВ идеального винта с горизонтальной осью вращения Н.Е. Жуковский 0,593 Г.Х. Сабинин 0,683 при этом реальный винт, имеющий практический КИЭВ 0,4, считается отличным результатом. Грубо говоря, практический КИЭВ — это две трети от теории. У ветряков, использующих силу напора потока, теоретический КИЭВ — 0,192 а КИЭВ турбины Савониуса — 0,18, то есть такого разрыва между теорией и практикой нет. Я думаю, что потеря одной трети мощности, предсказанной теорией, — это из за невозможности сделать винт с изменяющимися углами заклинивания и атаки лопасти в зависимости от скорости ветра и снимаемой мощности. Категорично утверждать, что за счет изменения траектории вращения лопастей моя конструкция сможет взять эту недостающую, предсказанную теорией, мощность, на сегодняшний день я не могу. Необходимы практические испытания.

Как сделать пропеллер из пластиковой бутылки — MOREREMONTA

Как сделать флюгер своими руками из пластиковой бутылки

Ветрячки (вертушки) из пластиковых бутылок можно использовать на даче в качестве украшения или в качестве защиты вашего сада от грызунов. Ведь известно, что шум, производимый такими вертушками, пугает кротов, которые могут угрожать корневой системе плодовых деревьев. По этой причине ветрячки подвешивают на крону деревьев или устанавливают с помощью шеста или трубы.

Итак, ветрячки из пластиковых бутылок.

Принцип создания ветрячков из пластиковых бутылок прост. Нужно вырезать отверстия в бутылке, для чего лучше всего взять лист бумаги и создать трафарет, затем маркером перенести размеры отверстий на бутылку.

Размеры отверстий: в зависимости от размеров бутылки, отверстия могут быть разные, но желательно, чтобы они были сделаны со всех четырех сторон. К примеру, если бутылка на два литра, нам нужно вырезать следующий трафарет: высота трафарета равна высоте бутылки (до сужения к горлышку), ширина, соответственно — ширине бутылки (можно померить сантиметром).

На полученном трафарете чертим четыре вертикальные линии через равные промежутки. На каждой линии будут размещаться отверстия. Сверху отступаем 25 мм. Отверстия должны быть прямоугольными. Высота отверстия 60 мм, длина 25 мм. Разметочная линия должна проходить через центр отверстия (или как на картинке — справа 15 мм, слева 10 мм, нужно размещать отверстия одинаково по отношению к разметочным линиям с каждой стороны). Отверстий на линии может поместиться два или даже три, расстояние между ними должно быть минимум 20 мм.

Затем прорезаем отверстия на трафарете (с трех сторон) ножницами так, чтобы можно было отогнуть детали. Затем переносим контуры отверстий на пластиковую бутылку с помощью маркера. Далее раскаленной над свечой или конфоркой проволокой или иглой протыкаем дырочки в уголках будущих окошек на бутылке и острыми ножницами вырезаем отверстия, теперь уже на бутылке. Отгибаем их на 30-40 градусов.

Ветрячок для украшения сада.

Можно сделать ветрячок ярким и привлекательным. Например, можно взять акриловую краску разных цветов и разрисовать отогнутые детали.

Вот еще варианты ветрячков-вертушек своими руками:


Ветрячок для отпугивания грызунов.

В этом случае возможны следующие варианты.

Первый способ: ветрячок из пластиковой бутылки на дереве.

Берем шило, накаляем его над свечой или конфоркой и протыкаем бутылку снизу по центру, а также протыкаем крышку (крышка в этом случае необходима). Затем берем ровную проволоку, которая будет выполнять роль оси, а также пару бусин, которые будут выполнять роль подшипников. Сначала делаем крючок (за него потом можно будет прикрепить вертушку к дереву), нанизываем на проволоку бусину, затем крышку, затем опять бусину. После второй бусины расплющиваем проволоку плоскогубцами, так, чтобы бусина не спала. Потом нанизываем саму бутылку, чтобы ось выходила через низ бутылки. Бутылку закручиваем пробкой. Проволоку внизу загибаем также крючком и отрезаем лишнее. Получаем вертушку, которая хорошо крутится при малейшем ветре. Можно прикрепить несколько вертушек одну за другой.

Также вертушку, сделанную своими руками, можно прикрепить на тонкую трубу или стальной шест, главное, чтобы труба свободно проходила в бутылку. Труба должна быть врыта в землю ниже кротовых ходов. Тогда вибрации от крутящейся вертушки будут переходить в землю и пугать кротов.

Флюгер — самолет для детей из пластиковых бутылок

Сверху надеваем нашу вертушку, можно горлышком вниз, а можно и вверх (тогда по центру бутылки внизу делаем отверстие). Можно в трубу (если она широкая) вдеть палку, и уже на палку зажать ветрячок. В этом случае его можно закрепить сверху с помощью пробки и гвоздя, как вы видите на главном рисунке

Ветрячок своими руками для сада из пластиковой бутылки готов!

Также такие вертушки можно сделать, например, из алюминиевой банки, принцип тот же, просто размеры окошек будут меньше.

Получается очень удобная и функциональная поделка для дачи.

Примечание. В статье использовались фото с дачи соседей, а также картинки из интернета и из журнала «Моделист-конструктор», №3, 2005г.

Изобретение флюгера уходит корнями в далекое прошлое. Ветряки изготавливали из металла в форме животных или птиц. Кроме указания направления ветра, флюгер считался оберегом города от врагов. Сейчас изделие используют больше как декоративное украшение, изготовляя его своими руками из подручных материалов. На дачах многие делают флюгер из пластиковой бутылки не только ради забавы. Его звук и вращение отпугивает птиц от урожая.

Общее устройство флюгера

Разные флюгеры отличаются по форме и материалу, но общее их устройство остается неизменным на протяжении многих лет.

Ветряк состоит из следующих деталей:

  • Корпус удерживает вращающуюся ось. Для металлической конструкции применяется труба с двумя подшипниками. Корпусом изделия из пластиковой бутылки может послужить обыкновенный деревянный брусок.
  • Защитный колпак располагается на оси. По форме он напоминает конус и служит зонтиком корпуса, закрывающим его от дождя. Вдобавок колпак служит ограничителем оси, удерживая ее на определенной высоте.
  • Ось соединяет флюгарку с корпусом. На ней вращается верхняя часть от воздействия ветра. Изготавливают ось своими руками из ровного стального прута. Для ПЭТ бутылки подойдет даже гвоздь.
  • Роза ветров представляет крестовину из полос или прутов с закрепленными буквами, указывающими стороны света. По флюгарке и стрелкам розы ветров узнают направление ветра.
  • Флюгаркой называют вращающуюся часть. Она-то и указывает направление ветра по розе ветров. Для красоты флюгарке придают форму птицы или зверя. Самую простую конструкцию делают своими руками из ПЭТ бутылки. Указателем флюгарки служит стрелка, а противовес необходим для центрации на оси.

По такому же принципу изготавливают ветряк из пластиковой емкости. Если в определении направления ветра нет надобности, розу ветров из конструкции можно исключить. Да и защитный колпачок не играет существенной роли из-за отсутствия подшипников.

Самостоятельное изготовление ветряка из ПЭТ бутылок

Изготовление ветряка своими руками из ПЭТ бутылки не займет много времени. Самым сложным здесь будет процесс вырезания пропеллера. Для красоты его можно сделать с емкости другого цвета. Например, корпус будет прозрачный, а пропеллер – коричневый.
Но обо всем по порядку:

    Для изготовления флюгера понадобится 2 бутылки. Цвет и емкость можно взять по предпочтению. Обязательно наличие 1 пробки для крепления пропеллера.

Сделанный своими руками ветряк готов. Осталось его закрепить на мачту и установить как можно выше.

На этом видео показан музыкальный флюгер:

Какие функции выполняет изделие из бутылки

Больше всего флюгеры востребованы жителями приморских поселков. Например, рыбаки узнают направление ветра и определяют, будет ли шторм.
Сделанный своими руками и установленный во дворе флюгер из ПЭТ бутылки может выполнять такие функции:

  • При выполнении некоторых сельхозработ флюгер поможет учитывать направление и силу ветра. Особенно это важно при посеве мелких семян растений или во время обрабатывания участка химикатами.
  • Красиво сделанный ветряк является декоративным украшением двора, выделяющим его среди соседских участков. Особенно привлекательно смотрятся большие конструкции из цветных бутылок.
  • Флюгер из четырех бутылок способен издавать звуки, отпугивающие птиц от подоспевающего урожая. Некоторые дачники конструкцией, представленной на фото, отпугивают кротов.
  • Если приложить фантазию, флюгарок может стать рекламой деятельности хозяина. Его изготовляют по роду занятий. Например, сделать вывеску сапожнику поможет ветряк, сделанный по форме сапога.

Раньше люди считали флюгер амулетом, оберегающим дом от злых духов вращающимися элементами. Если в это кто-то до сих пор верит, то изготовить талисман из бутылки не составит особого труда.
На этом видео показана вертушка из ПЭТ бутылок:

Установка на даче ветряка из ПЭТ бутылки не заберет много времени, зато радости детям доставит максимум, плюс добавит украшение двора.

Маленькая вертушка из пластиковой бутылки может быть очень полезным предметом на вашем огороде. С ее помощью можно отпугивать птиц от зреющих плодов или кротов, пытающихся перекопать вдоль и поперек весь сад и огород. К тому же ее очень весело мастерить и раскрашивать вместе с ребенком, так что выбирайте любой мастер-класс и творите!

Мастер-классы: вертушка из пластиковой бутылки

Материалы и инструменты:

  • пластиковые бутылки всевозможных форм и размеров;
  • ножницы, канцелярский нож, свеча;
  • акриловые краски;
  • металлические пруты, шайбы, саморезы/болты, гайки, заглушки.

[aaa1]

Вариант 1. Простой флюгер

Такое изделие можно поставить в саду или на придомовой территории просто для украшения. Однако пригодится и для школьников, которым задают вести «дневник погоды» и определять ежедневно преобладающее направление ветра.

Для его изготовления понадобится палка, как опора, и небольшой кусок толстой проволоки, на которую нужно будет посадить флюгер. Самый простейший вариант – проколоть проволокой бутылку, загнуть петлю сверху, добавить крупную пластиковую бусину снизу, зафиксировать получившуюся конструкцию в центре палки. Перед тем как устанавливать проволоку, можно раскрасить бутылку в яркие цвета с помощью акриловой краски. Более дешевый вариант – использовать разноцветную изоленту, которая всегда есть под рукой дома.

Вариант 2. Вертушка

Прекрасная детская игрушка, которая может послужить украшением придомовой территории. Она вырезается из одной пластиковой бутылки, от которой сначала отрезается донышко, а затем вся боковая поверхность разрезается на 3-7 полосок. Так получаются лопасти вертушки. Их необходимо заломить перпендикулярно горлышку и обработать над пламенем свечи, чтобы оплавить острые срезы. Слегка размягченный пластик легко развернуть под углом 45 градусов или немного вогнуть поверхность так, чтобы получились лопасти вентилятора. В крышке делается дырка гвоздем, затем необходимо ее немного увеличить, но так, чтобы диаметр отверстия не превышал размер шляпки гвоздя. После этого вкапывается палка, а к ней прибивается гвоздь, на который предварительно насадили крупную плоскую бусину, вертушку, еще одну бусину. Вместо бусин можно использовать более крепкие плоские металлические шайбы. В этом случае изделие будет хорошо вращаться и не слетит с гвоздя.

Можно усовершенствовать этот вариант и посадить на один длинный болт несколько таких вертушек. Тогда последовательность следующая: шайба, вертушка, шайба, зафиксированная посередине гайка, далее опять шайба, вторая вертушка, шайба и заглушка для болта.

Вариант 3 Вертушка из нескольких пластиковых бутылок

В этом случае понадобится высокая палка, круглый металлический штырь, деревянный брусок с четырьмя сторонами, 4 пластиковые бутылки на 1 л, 2 плоские шайбы. В брусочке необходимо сделать отверстие шире, чем диаметр металлического прута. Далее к его сторонам прибиваются или приклеиваются крышки. Теперь необходимо раскрасить бутылки разноцветными акриловыми красками, чтобы вращение было заметнее. После полного высыхания емкости накручиваются на крышки, и на штырь садятся шайба, вертушка, шайба, а верх прута закрывается заглушкой.

Теперь вы знаете, как делается самая простейшая вертушка из пластиковой бутылки. А дальше ее можно усовершенствовать, придавая ей интересную окраску и оригинальный внешний вид.

Как сделать ветряк из картона? — Mvorganizing.org

Как сделать ветряк из картона?

  1. Шаг 1. Возьмите круглый кусок картона диаметром 35 см и накройте сверху зеленой бархатной бумагой.
  2. Шаг 2. Используя резак, вырежьте черный цветной карандаш, как показано.
  3. Шаг 3. Приклейте вырезанные карандаши к бархатной бумаге, как показано.

Как сделать небольшую ветряную мельницу?

  1. Шаг 1: Шаг 1: Изготовление пропеллера.Купите 10-дюймовую трубу из ПВХ (3 дюйма в диаметре)
  2. Шаг 2: Шаг 2: Изготовление основания ветряной турбины.
  3. Шаг 3: Шаг 3: Сделайте небольшой хвост ветряной турбины.
  4. Шаг 4: Шаг 4: Изготовление корпуса динамо.
  5. Шаг 5: Шаг 5: Мини-ветряная турбина готова.
  6. 11 комментариев.

Как сделать вращающуюся мельницу из бумаги?

Эта страница с инструкциями проведет вас через шаги по созданию собственной вертушки.

  1. Начните с квадрата бумаги.
  2. Сложите квадрат, угол к углу, затем разверните.
  3. Сделайте карандашную отметку примерно на 1/3 расстояния от центра.
  4. Разрежьте по линиям сгиба.
  5. Переместите все остальные точки в центр и воткните булавкой во все четыре точки.

Почему крутятся вертушки?

У большинства вертушек лопасти расположены так, что, когда ветер дует прямо на них, они вращаются против часовой стрелки. Это потому, что «чашки» лопастей сделаны так, что встречный воздух захватывает и толкает лопасти в этом направлении.Когда в чашки дует ветер, вертушка крутится хорошо.

Что символизирует вертушка?

Вертушка — это символ детства, он олицетворяет времена, когда все было просто и естественно. В китайской культуре, например, вертушка означает «повернуть удачу»; вертушка занимает видное место на праздновании китайского Нового года, где символизирует удачу, долголетие, здоровье и процветание.

Как сделать ветряную мельницу для школьного проекта?

Следующие шаги:

  1. Шаг № 1: Изготовление ротора.Возьмите большой кусок картона и вырежьте 4 кружка диаметром около 3 см каждый.
  2. Шаг № 2: Создание лопастей.
  3. Шаг № 3: Строительство башни.
  4. Шаг №4: Монтаж двигателя.
  5. Шаг №5: Строительство дома.
  6. Шаг № 6: Подключение света.
  7. Шаг № 5: Включите турбину.

Как бы вы описали проект ветряной мельницы?

Ветряные мельницы — это машины, которые посредством вращения преобразуют энергию ветра в полезную работу.Вращение ветряной мельницы часто приводит в действие двигатель или генератор, используемый для производства электроэнергии или механической работы (движущиеся объекты).

Какой двигатель используется в ветряной мельнице?

Синхронный генератор с постоянным магнитом

(PMSG), синхронный генератор с возбуждением от поля (FESG) и индукционный генератор (IG) являются тремя кандидатами для такого применения. Поскольку возбуждение постоянным магнитом устраняет потери возбуждения FESG, поэтому PMSG будет более предпочтительным вариантом.

Как вы описываете ветряную мельницу?

Ветряная мельница — это конструкция, которая преобразует энергию ветра в энергию вращения с помощью лопастей, называемых парусами или лопастями, в частности, для измельчения зерна (мельницы), но этот термин также распространяется на ветряные насосы, ветряные турбины и другие приложения.Для описания таких устройств иногда используется термин «ветряная машина».

В чем преимущества ветряной мельницы?

Преимущества ветроэнергетики

  • Энергия ветра рентабельна.
  • Ветер создает рабочие места.
  • Wind обеспечивает рост промышленности США и конкурентоспособность США.
  • Это чистый источник топлива.
  • Ветер — это внутренний источник энергии.
  • Это экологично.
  • Ветряки могут быть построены на существующих фермах или ранчо.

Каковы два применения ветряной мельницы?

Энергию, вырабатываемую ветряными мельницами, можно использовать по-разному. К ним относятся измельчение зерна или специй, перекачка воды и распиловка древесины. Современные ветроэнергетические установки используются для производства электроэнергии.

Чем нам полезна Windmill?

Наиболее важным применением ветряной мельницы было измельчение зерна. В некоторых областях его использование для осушения земель и откачки воды было не менее важным. Мельница использовалась как источник электроэнергии со времен П.Мельница Ла Кур, построенная в Дании в 1890 году, с запатентованными парусами и двумя несущими крыльями на стальной башне.

Что такое энергия ветра, ее преимущества и недостатки?

Плюсы и минусы ветроэнергетики

Плюсы ветроэнергетики Минусы ветроэнергетики
Возобновляемые и чистые источники энергии Прерывистый
Низкие эксплуатационные расходы Шум и визуальное загрязнение
Эффективное использование земельной площади Некоторое неблагоприятное воздействие на окружающую среду

Какое влияние оказывает ветровая энергия на окружающую среду?

Как и все варианты энергоснабжения, энергия ветра может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду, включая возможность сокращения, фрагментации или ухудшения среды обитания диких животных, рыб и растений.Кроме того, вращающиеся лопасти турбины могут представлять угрозу для летающих диких животных, таких как птицы и летучие мыши.

Где используется энергия ветра?

Установленная мощность по всему миру

Страна Общая мощность на конец 2014 г. (МВт) Общая мощность, июнь 2010 г. (МВт)
США 65 900 36 300
Китай 114 600 33 800
Германия 40 000 26 400
Испания 23 000 19 500

Какие основные компоненты ветряка?

Конструкция и компоненты ветряной мельницы

  • (1) Анемометр.
  • (2) лезвия.
  • (3) Тормоз.
  • (4) Контроллер.
  • (5) Коробка передач.
  • (6) Генератор.
  • (7) Высокоскоростной вал.
  • (8) Тихоходный вал.

Какие части ветряной мельницы объясняют их назначение?

Ветряные турбины, как и ветряные мельницы, устанавливаются на башне, чтобы улавливать как можно больше энергии. Турбины улавливают энергию ветра своими лопастями, похожими на пропеллер. Обычно на валу устанавливаются две или три лопасти, образующие ротор.Лезвие действует как крыло самолета.

Как называются ветряные мельницы?

ветряки

Что такое мельница класса 6?

Ветряная мельница — это конструкция с большими лопастями снаружи, которая, когда ее вращает сила ветра, помогает вырабатывать электричество.

Пропеллер

— Zelda Wiki

Пропеллер , [1] также известный как Пропеллер ветряной мельницы , [2] — это квестовый предмет в Skyward Sword .Необходимо управлять одной из ветряных мельниц Скайлофта и, таким образом, в конечном итоге открыть путь к Грозовой Голове. [3]

Расположение и использование

Две ветряные мельницы в Skyloft можно поворачивать с помощью пропеллеров, прикрепленных к их задней части, чтобы они могли ловить ветер независимо от его направления. [4] Однако у восточной ветряной мельницы отсутствует пропеллер, так как он упал под облака много лет назад. [5] Используя способность Биолокации, Линк может найти пропеллер возле входа в Храм Земли и вызвать Скребка.Как только пропеллер будет доставлен в Скайлофт, Джакамар снова прикрепит его к ветряной мельнице и снова сделает его работоспособным. [6]

Номенклатура

Имена в других регионах
Язык Имя
Французский CA Hélice du Moulin
Испанский LA Ротор дель молино

См. Также

Список литературы

  1. ↑ « Propeller » — н / д ( Skyward Sword )
  2. ↑ « Теперь у нас есть средства вернуть пропеллер в Скайлофт.Вы можете немедленно начать поиски пропеллера ветряной мельницы. «- Fi ( Skyward Sword )
  3. ↑ « Я настоятельно рекомендую вам забрать пропеллер ветряной мельницы с земли внизу, чтобы переориентировать ветряную мельницу. » — Fi ( Skyward Sword )
  4. ↑ « Довольно умный дизайн, я должен сказать. Видите, вы можете повернуть мельницу так, чтобы она всегда могла ловить ветер, независимо от того, в какую сторону он дует. » — Джакамар ( Skyward Sword )
  5. ↑ « Но… Ну, раньше к мельнице был прикреплен этот маленький пропеллер, чтобы его можно было крутить. Вещь слетела давным-давно. Должно быть, он упал с края, под облака. «- Джакамар ( Skyward Sword )
  6. ↑ « Хм … Почему-то у меня такое чувство, что это все какой-то тщательно продуманный розыгрыш, но, думаю, я постараюсь исправить эту штуку … Это происходит здесь … И я просто проворачиваю это несколькими щелчками мыши. .. Уф! Это должно сработать! Если ты найдешь способ раскрутить пропеллер, ты, вероятно, сможешь повернуть мельницу. «- Джакамар ( Skyward Sword )

Возвращаясь к делу о силовой установке ветряной мельницы

файл фото

Опубликовано
26 октября 2019 г., 1:30 |

Гарри Валентайн

На протяжении веков паруса составляли основу ветровой тяги судна, пока немецкий авиационный инженер Антон Флеттнер не разработал роторы Magnus с вертикальной осью, которые использовали эффект пограничного слоя для преобразования энергии ветра в движение судна.Во второй половине 20-го века канадский профессор физики доктор Брэд Блэкфорд построил лодки с ветряными мельницами, способные плыть прямо по ветру. Во время гребных гонок в Галифаксе в начале 1980-х его лодка плыла по ветру с большей скоростью, чем его конкуренты с парусными двигателями.

Введение

В настоящее время реализуются многочисленные инициативы по сокращению выбросов углекислого газа судовыми двигателями. В связи с этим существует постоянный интерес к более широкому использованию энергии ветра для приведения в движение корабля, включая комбинацию воздушных парусов на базе воздушных змеев для улавливания энергии от параллельных нисходящих ветров и поперечных ветров, дующих под углом 90 градусов или более при измерении от носа.Некоторые современные суда, такие как танкер Maersk Pelican , имеют пару 30-метровых роторов Magnus с вертикальной осью, установленных над его палубой, и в процессе эксплуатации это сокращает выбросы с судов до 10 процентов.

Интерес к ветровой силовой установке судна побуждает изучить исследования и разработки Блэкфорда, который к 2010 году построил судно-катамаран на подводных крыльях, приводимое в движение одной трехлопастной ветряной мельницей с горизонтальной осью, установленной на вершине мачты и использующей механическое соединение с ней. вести пропеллер.Плывя вдоль восточного побережья Северной Америки, судно развило скорость восемь узлов против ветра и 12 узлов по ветру. Есть возможность объединить исследования Блэкфорда с последними достижениями в технологии преобразования энергии ветра, чтобы разработать суда большего размера или, возможно, более быстрые суда.

Ветряные турбины

Хотя последняя лодка Blackford с приводом от ветряных мельниц представляет собой катамаран на подводных крыльях, необходимо изучить вопрос, есть ли возможности для масштабирования этой концепции и до какой степени? General Electric разработала трехлопастные ветряные турбины мощностью 12 МВт или 16 000 лошадиных сил.Калифорнийский разработчик ветряных турбин Дуг Селсам размещает серию ветряных турбин, расположенных вдоль одного удлиненного приводного вала, который работает под углом к ​​преобладающему направлению ветра. Можно было бы установить параллельную пару многороторных супертурбин Selsam на мачте с подвижным Т-образным элементом для крепления приводных валов.

Для одного приводного вала увеличенной длины потребуются два набора шестерен под углом 90 градусов для передачи мощности на приводной вал с вертикальной осью, установленный внутри мачты с полыми трубами, с тремя наборами шестерен для параллельных валов.Чтобы приспособиться к более сильным ветрам, каждый приводной вал должен был наклоняться, при этом передние турбины двигались вниз, а задние турбины двигались на большую высоту. Параллельные многотурбинные приводные валы будут включать турбины небольшого диаметра, способные вращаться при сильном ветре, обеспечивая при этом движение судна. Одиночные сверхразмерные трехлопастные турбины могут быть применимы на больших судах, идущих против ветра с низкой скоростью до восьми узлов.

Объединение инноваций

Бывший профессор бизнеса в Мичиганском университете Др.К. Дж. Прахалад представил теорию новых деловых возможностей, возникающих в результате конвергенции появляющихся технологий. И суда на подводных крыльях, и катамараны плывут по неспокойной воде с уменьшенными бортовыми качками и качелями. Перенос авиационно-технических инноваций в морское применение будет включать в себя установку гребного гребного колеса с поперечной осью (приводимого ветром) в верхнюю поверхность судна на подводных крыльях, чтобы перевести судно в режим плавания на подводных крыльях с меньшей скоростью по неспокойной воде. Цилиндрический ролик, приводимый в движение водным потоком, встроенный в верхнюю поверхность судна на подводных крыльях, даст сопоставимый результат.

Хотя цель увеличения ветровой тяги для больших грузовых судов заключается в сокращении выбросов углерода, сочетание различных технических инноваций может также создать туристическое судно-катамаран на подводных крыльях с ветряной мельницей, способное плавно плыть по неспокойной воде, вмещая от 50 до 200 гостей. Доказанная способность гребных винтов с приводом от ветряных мельниц поднимать судно прямо против ветра с более высокой скоростью, чем парусные суда аналогичного размера и веса, увеличивает перспективы установки такой технологии над носовой частью как больших, так и малых судов.Небольшие пассажирские суда, используемые в туристических услугах, могут использовать несколько турбин на одном приводном валу.

Механическая передача энергии

В то время как трехлопастные турбины с горизонтальной осью обеспечивают более высокий КПД, чем ветряные турбины с вертикальной осью, последняя конструкция снижает сложность передачи тягового усилия на пропеллер (ы). Достижения в технологии шарниров равных угловых скоростей обеспечивают плавную передачу мощности под углом 45 градусов, при этом пара таких муфт может передавать мощность от ветряной турбины с вертикальной осью, расположенной высоко над палубой, на гребной винт с горизонтальной осью.Из-за высокого крутящего момента на низких оборотах от больших трехлопастных турбин преобладает дорогостоящая передача электроэнергии. Однако существуют инновационные методы передачи мощности между трехлопастной турбиной, установленной на корме, и гребным винтом лодки.

Представляется возможным объединить трехлопастную ветряную турбину в кормовой части с зубчатой ​​системой привода азимутального винта, которая нейтрализует реакцию рулевого управления. Для применений, требующих турбины меньшего диаметра, построенные Selsam двухроторные двухлопастные турбины, установленные на 90 градусов друг от друга на приводном валу увеличенной длины с возможностью наклона, доказали, что они обеспечивают высокую мощность и работают при сильном ветре.Приложения, требующие ветряных турбин даже меньшего диаметра, должны иметь возможность использовать многотурбинную систему Selsam в кормовой части, удерживая большинство турбин подальше от пассажиров и позади них на борту круизного судна с ветряной тягой.

Мобильные плавающие ветряные турбины

Более высокая скорость ветра над океаном, чем над сушей, повышает привлекательность разработки морских плавучих ветряных турбин. Ветровые турбины как с горизонтальной, так и с вертикальной осью были адаптированы для движения лодок, что расширило перспективы объединения разработки стационарных и мобильных плавучих ветряных турбин в интересах как сектора производства электроэнергии, так и сектора морского транспорта.Есть несколько судоходных маршрутов, где осадка не ограничена, что позволяет использовать самые большие ветряные турбины для обеспечения движения корабля. Судоходные маршруты с ограниченной осадкой потребуют технических инноваций для разработки технологии ветроэнергетики с регулируемой высотой для движения судов.

Буксир / силовая установка для ветряных мельниц

Физическая конфигурация круизных судов и полностью загруженных контейнеровозов ограничивает размещение на борту ветряных турбин.Большой многокорпусный буксир может включать пару ветряных турбин, соединенных шарнирами с плавучими башнями. В то время как судно будет заходить в портовые районы, размер супер-буксира требует, чтобы он оставался на якоре за пределами портов. Когда судно покидает порт с помощью буксирной тяги, оно будет соединено с огромным судном с ветряной турбиной с внешними корпусами и ветряными башнями, расположенными на расстоянии 300 метров друг от друга, а надстройка корабля будет обеспечивать устойчивость по тангажу и крену для ветряной установки.

Такая компоновка может позволить паре гигантских ветряных турбин вырабатывать электроэнергию, когда корабль идет прямо на встречный ветер.Пара ветряных турбин мощностью до 16 000 лошадиных сил каждая (12 МВт) будет снабжать электроэнергией судовые электродвигатели и гребные винты. Суперразмерные плавучие ветряные установки, соединенные как с носовой, так и с кормовой части, могут включать в себя три турбины, преобразующие энергию от диагонального встречного ветра для контейнеровоза или круизного судна, что дает потенциал, приближающийся к 36 МВт, в то время как меньшая высота сухогрузов может позволить использовать энергию четырех ветряных турбин для выработки электроэнергии. мощность для движения корабля.

Технические возможности

Телескопический ротор Magnus может работать на высоте 30 метров над палубой в порту и достигать высоты 50 метров над палубой при плавании через океан.Шарнир, установленный наверху мачты ветряной башни, позволял трехлопастной турбине вращаться по горизонтальной оси при плавании через океан, затем отключаться и складываться в положение вертикальной оси, чтобы проходить под мостом, например, вдоль Суэцкого канала. . В будущем могут появиться возможности для разработки телескопических мачт ветряных мачт, которые заключают в себя телескопические шлицевые концентрические приводные валы, чтобы еще больше уменьшить высоту над водой убранных трехлопастных ветряных турбин.

Универсальная увеличенная по высоте или телескопическая супер-мачта с шарниром могла нести наклонную трехлопастную турбину на большой высоте.На более низкой высоте над палубой он будет поддерживать аэродинамический парус или аэродинамический парус с цилиндрами, вращающимися в противоположных направлениях, для улавливания энергии ветра, дующего на судно под углом от 20 градусов от носа до 90 градусов, что дополняет ветряные турбины и воздушные суда. кайт-парусный движитель. При экстремальной скорости ветра ветряные турбины необходимо наклонять, чтобы уменьшить площадь поперечного сечения относительно направления ветра, или иметь лопасти, закрепленные в нейтральном положении, чтобы предотвратить разрушение лопастей на высоких оборотах.

Воздушная ветроэнергетика

Скорость ветра увеличивается с высотой, что привело к развитию различных проявлений преобразования энергии ветра в воздухе.Одна из версий технологии включает воздушный змей или воздушный шар, несущий ветряную турбину и генератор, с линией электропередачи, встроенной в ограничительный трос. Другая версия сочетает в себе технологию воздушного змея с преобразованием механического движения в электрическую энергию с уровня земли. Технология все еще находится на ранней стадии разработки и предлагает многообещающие перспективы для создания пропульсивной мощности для небольших лодок, идущих против встречного ветра, с установленным на корме страховочным тросом для технологии преобразования энергии ветра в воздухе.

Такое преобразование энергии ветра с использованием бортовых технологий, закрепленных с помощью троса на корме, было бы подходящим для небольших круизных судов на подводных крыльях, перевозящих туристов.Электроэнергетическая технология должна располагаться за судном на большой высоте, вдали от пассажиров и с минимальным звуком, достигающим кормовой части судна. Некоторые варианты технологии могут включать несколько тросов, подключенных к системам шкивов, которые приводят в движение приводной вал и гребной винт (и). Полностью механическая система снизила бы высокую стоимость электрического генератора (ов) и двигателя (ов) с потенциалом для обеспечения более высокой эффективности преобразования энергии встречного ветра в тяговую мощность.

Комбинированная воздушная ветроэнергетика

Комбинация бортовой энергии ветра, установленной на носу и корме судна, может обеспечить движение.Выдвижные воздушные кайт-паруса, размещенные в носовой части и разматываемые при необходимости, могут приводить суда в движение с использованием энергии параллельного ветра и бокового ветра под углом до 90 градусов к центральной оси корабля. Для плавания непосредственно против встречного ветра или по диагонали против встречного ветра технология преобразования энергии ветра с воздуха, закрепленная с помощью троса на кормовой части судна, может обеспечить значительную тяговую мощность, при этом технология буксируется за судном, когда это не требуется.

Выводы

Благодаря соревнованиям по парусному спорту, проводившимся в начале 1980-х годов в Галифаксе, Канада, профессор физики Университета Далхаузи д-р.Брэд Блэкфорд построил лодку с ветряной мельницей, которая плыла прямо против ветра с большей скоростью, чем конкурирующие лодки с парусным двигателем. Его исследования позволяют грузовым судам с ветряными мельницами плыть прямо против пассата, что снижает затраты на топливо и выбросы углерода. Существуют возможности для развития более ранних инноваций Blackford с использованием современных технологий ветряных турбин и инноваций на подводных крыльях для разработки туристических круизных судов с ветряными двигателями, способных плавно перемещаться по неспокойной воде.

Будущие концепции морских ветроэнергетических установок, вероятно, будут включать в себя независимые крупногабаритные ветротурбинные суда, которые будут работать за пределами портовых зон, которые будут соединены с большими контейнеровозами, балкерными судами и даже круизными судами для преобразования энергии ветра в электрическую тягу при отплытии этих судов. из порта переплыть океан.В будущих ветряных судах, вероятно, будет использоваться комбинация воздушных змеевиков и ветряных мельниц, которые могут быть установлены на палубе, установлены на отдельных блоках, которые соединяются с кораблем, или даже с воздушной технологией преобразования энергии ветра, приводящей в движение гребные винты судна.

Мнения, выраженные в данном документе, принадлежат автору и не обязательно принадлежат The Maritime Executive.

МЕЧ525 Инжиниринг в интересах устойчивого развития

Это главная страница Mech525, класса Королевского университета по теме Engineering for Sustainable Development .

Пожалуйста, оставляйте комментарии, используя вкладку обсуждения.

Кафедра машиностроения и материаловедения
Факультет прикладных наук
Королевский университет
MECH 425 Инжиниринг в интересах устойчивого развития
(зима 2010 г.)

Инструктор:

— Д-р. Пирс

TA:

— Элизабет Ли

Вт. 13 апреля, 12.00-1.00
ср. 14, 12 апреля.00-1.00

  • Знаки необходимо забрать лично.

Green IT Project TAs

— Кадра Бранкер
Отправляйте Kadra свой бизнес только по электронной почте — не размещайте здесь сообщения!

  • электронная почта: [email protected] (вы должны повторно отправить имена членов вашей группы вместе с бизнесом)
  • Электронные письма должны содержать «Mech525» в строке темы перед другими словами.

— Амир Носрат

  • Любые вопросы, связанные с апппедией, обращайтесь ко мне.princevictory [at] gmail.com
  • Любые вопросы по проекту «Зеленые ИТ», связанные с фотоэлектрическим оборудованием, и оборудование в кредит

MECH 425 Инжиниринг в интересах устойчивого развития [1] F 36-0-6 42

Этот курс знакомит студентов с фундаментальными концепциями инженерии для устойчивости и устойчивого развития. Он охватывает аспекты соответствующих технологий, экологичного проектирования и материалов, сохранения ресурсов, возобновляемых ресурсов и дизайна для обеспечения максимальной доступности.Еще один акцент курса — познакомить студентов с рядом методов решения инженерных проблем: методами выявления и выбора устойчивых решений проблем проектирования; методы улучшения существующих инженерных решений; и методы системного мышления. Технические, экономические и социальные последствия инженерных практик и процессов будут изучены, чтобы лучше разграничить сложные инженерные решения, связанные с социальными и экологическими проблемами. Цель этого курса — помочь студентам в применении достижений науки и инноваций для удовлетворения человеческих потребностей, сохраняя при этом системы жизнеобеспечения планеты на неопределенный срок.(21.01.21)

Результаты [править | править источник]

Студенты получат понимание социальной и экологической ответственности профессионального инженера и роли устойчивого развития в инженерном проектировании и жизненных циклах продукта, а также получат знания, связанные с соответствующими технологиями, как в Канаде, так и в развивающихся регионах мира. Курс направлен на улучшение образовательных ресурсов и передачи технологий для повышения эффективности студенческих проектов, направленных на достижение Целей развития тысячелетия Организации Объединенных Наций.Студенты также улучшат свои навыки решения проблем, письменного и устного общения и навыки работы в команде.

Материалы курса [править | править источник]

Необходимые материалы курса [править | править источник]
  • Нет, но отложить ~ 30 долларов на проектные затраты
Дополнительные материалы [править | править источник]
  • Гражданин инженер
  • Устойчивое развитие для инженеров: справочник и справочник , под редакцией Карела Малдера, Технологический университет Делфта, Нидерланды, Greenleaf, 2006.
  • Промышленная экология и устойчивое проектирование , Graedel и Allenby. Прентис, Нью-Йорк, 2010.
  • .

  • От колыбели до колыбели: переделывая то, как мы делаем вещи (в мягкой обложке) Уильяма МакДонаф и Майкла Браунгарта, 2002.
  • Естественное преимущество наций . Харгроувз и Смит, ред. Earthscan: Лондон, 2006.
  • .

  • Стать частью решения: Руководство инженера по устойчивому развитию Билла Уоллеса, ASCE Publications, 2005.
  • Полевое руководство по соответствующей технологии , Хазельтин, Барретт и Кристофер Булл, редакторы. Academic Press, New York, 2003.
  • .

  • Гавиотас: деревня, которая заново изобретает мир 1999 Алан Вейсман
  • Ассорти из журнальных статей будут упоминаться в классе и будут доступны в расписании Mech525.

Организация курса [править | править источник]

Лекции будут сосредоточены на изложении теории с некоторыми простыми примерами.Опыт решения проблем и проектирования будет получен в ходе заданий и учебных занятий.

См. Расписание Mech525

Веб-сайт курса: https://www.appropedia.org/Mech525

Оценка курса [править | править источник]
Позднее наказание [править | править источник]
  • Вычитаем 10% в день, до 5 рабочих дней, затем 0 баллов. Единственное исключение — зарегистрированное заболевание — Рег. 5d) — пропущенные проекты штрафуются отрицательным квадратом от общей суммы процентов.

Политика в отношении академической нечестности — Плагиат:

См. Http: // web.archive.org/web/20080928064750/http://www.queensu.ca:80/secretariat/senate/policies/acaddish.html

Дополнительные ресурсы [править | править источник]

  • Appropedia (Вики по соответствующим технологиям)
  • www.arup.com/sustainability/skill.cfm?pageid=4929
  • (SPeARTM, Sustainable Project Appraisal Routine, методология оценки проектов, которая будет использоваться в качестве инструмента для быстрого анализа устойчивости проектов, планов, продуктов и организаций)
  • www.bestfootforward.com (Инструменты для измерения и информирования о воздействии на окружающую среду и устойчивости, включая методологию измерения окружающей среды под названием EcoIndexTM)
  • http://www.collegepublishing.us/jesdhome.htm (Инженерный журнал для устойчивого развития: энергия, окружающая среда и здоровье)
  • www.ice.org.uk/about_ice/aboutice_sustainability.asp (для Института инженеров-строителей по охране окружающей среды и деятельности по устойчивому развитию)
  • www.icheme.org/sustainability (Метрики устойчивости Института инженеров-химиков — индикаторы, которые можно использовать для измерения показателей устойчивости производственного подразделения)
  • http: // web.archive.org/web/20080922062034/http://www.naturalstep.org:80/com/nyStart/ (The Natural Step предлагает дальновидный план устойчивого мира. Как международная консультативная и исследовательская организация Natural Step сотрудничает с некоторые из крупнейших пользователей ресурсов на планете для создания решений, моделей и инструментов, предназначенных для ускорения глобальной устойчивости)
  • www.qub.ac.uk/feng/courses/RAEngGuide_lo.pdf (Инженерия для устойчивого развития: Руководящие принципы — Королевская инженерная академия)
  • http: // наука об устойчивом развитии.org / (Форум по науке и инновациям в интересах устойчивого развития — это попытка обрисовать растущую область. Вместо того, чтобы широко рассматривать устойчивость, Форум фокусируется на том, как наука и инновации могут осуществляться и применяться для удовлетворения человеческих потребностей при сохранении системы жизнеобеспечения планеты.)
  • www.wbcsd.org (Всемирный совет предпринимателей по устойчивому развитию)
  • www.worldenergy.org/wec-geis (Всемирный энергетический совет способствует устойчивому снабжению и использованию энергии)
  • http: // портал.unesco.org/ev.php?URL_ID=1071&URL_DO=DO_TOPIC&URL_SECTION=201&reload=1045842260 (Портал ЮНЕСКО по устойчивому развитию)

  1. Устойчивое развитие — это развитие, которое отвечает потребностям и чаяниям настоящего, не ставя под угрозу способность будущих поколений удовлетворять свои собственные потребности.

Еженедельное расписание: (изменение напечатанного расписания выделено жирным шрифтом)

день время Место
т 930 Jef 126
Вт 1130 МИЛ 105
тыс. 830 Jef 126
ж 1030 Jef 126

Обучение безопасности [править | править источник]

Департамент гигиены окружающей среды и безопасности предлагает несколько учебных занятий по WHMIS.Курсы будут проводиться в учебном центре для преподавателей и сотрудников, Macintosh Corry, комната B176, лекционный театр.

Курсы открыты для всех студентов Королевы, аспирантов, сотрудников и преподавателей. Сессия продлится примерно два с половиной часа и будет включать в себя онлайн-викторину. У вас должен быть Queen’s Netid для доступа к онлайн-викторине. Для тех, у кого нет Netid, будет доступна бумажная викторина. После успешного завершения викторина будет отмечена, а сертификаты будут выданы.

Даты курсов:

  • вторник, 12 января 2010 г. (13:30 — 16:00)
  • Четверг, 11 февраля 2010 г. (13:30 — 16:00)
  • Среда, 10 марта 2010 г. (9:00 — 11:30)

Вы можете зарегистрироваться на этот курс, перейдя по адресу http://www.safety.queensu.ca/courses/whmis.htm

Вам нужно проходить повторную викторину каждый год — перейдите сюда

Расположение пропеллера вентилятора ветряной мельницы — Zelda: Skyward Sword HD

Quick Links

The Legend of Zelda: Skyward Sword — большая игра, в которой невероятно разумно повторно используются свои локации.Одна из вещей, которые вы будете делать несколько раз в игре, — это возвращаться в предыдущую область, чтобы найти что-то новое, и в этом руководстве мы расскажем вам, где вы можете найти пропеллер вентилятора ветряной мельницы.

Связанный: Skyward Sword: Где найти каждую частичку сердца

Этот предмет необходим для того, чтобы попасть внутрь Грозовой Головы, которая вырисовывается вдалеке, и вам нужно выполнить несколько шагов, чтобы добраться до точки, где вы действительно можете починить пропеллер ветряной мельницы, но в этом руководстве мы вас проведем. через все, что вам нужно знать.

Как исправить робота-скребка — Zelda: Skyward Sword HD

Вы увидите, что у ветряной мельницы на юге от Скайлофта отсутствует пропеллер, который вам нужен, чтобы вращать его с помощью сильфона Gust Bellows. Судя по всему, этот пропеллер упал под облака много лет назад, и нам нужно будет вернуть его — однако он тяжелый, так что легче сказать, чем сделать. Нам понадобится друг, чтобы помочь, чтобы мы могли починить робота в магазине улучшений Гондо, чтобы нас подвезти.

Внутри Базара поговорите с Гондо и роботом за его стойкой. Его можно отремонтировать, но для этого требуется Древний цветок, который вы можете найти в прошлых частях пустыни Ланайру. У нас есть руководство по поиску сокровищ прямо здесь.

После того, как Робот Скребок будет отремонтирован, он влюбится в Фая и будет помогать вам восстанавливать вещи из-под облаков, что вам нужно будет делать несколько раз в течение игры, как для основных квестов, так и для побочных квестов.

Теперь, когда Робот Скребок отремонтирован, мы можем спуститься под облака и найти пропеллер ветряной мельницы. Fi даст вам возможность использовать лозоискатель для поиска пропеллера, но мы сделаем это еще проще для вас.

В поисках пропущенного пропеллера ветряной мельницы — Zelda: Skyward Sword HD

Чтобы найти пропеллер ветряной мельницы, направляйтесь прямо к вулкану Элдин и приземлитесь у входа в храм.Вы помните, как выполняли квест с пятью ключевыми элементами здесь ранее, и вы также можете вспомнить, как сбили сторожевую башню, чтобы выкопать ключ под ней — это именно то место, куда нам нужно идти.

Сталкиваясь с дверью в Храм Земли, идите направо. Двигайтесь налево на песчаную дорожку, ведущую вниз с холма к сторожевой башне, и бегите прямо вниз. Вы найдете пропеллер ветряной мельницы справа от упавшей сторожевой башни.

Как только вы подойдете к нему, Фай спросит, следует ли ей вызвать Робота Скребка.Сделайте это, а затем вернитесь в небо, используя статую птицы за пределами Храма Земли. Летите прямо в Скайлофт, и, когда вы приближаетесь, должна начаться кат-сцена, показывающая, как вы приземляетесь, а Скребок кладет пропеллер рядом с ветряной мельницей. Легко и приятно.

Далее: Zelda: Skyward Sword Полное руководство и пошаговое руководство

The Legend of Zelda: Skyward Sword HD Review — Нарезка ручки управления

Skyward Sword HD вдыхает новую жизнь в классику Zelda с улучшенными визуальными эффектами и элементами управления, которые делают игру лучше, чем когда-либо.

Читать дальше

Об авторе

Дэйв Обри
(Опубликовано 659 статей)

Редактор руководств по геймеру.Я должен писать это от третьего лица? Вы знаете, как неловко говорить о себе, как о другом? Никто никогда не поверит, что кто-то еще может сказать обо мне столько хороших слов.

Более
От Дэйва Обри

Как можно переработать лопасти ветряных турбин?

Ожидается, что до 50 000 тонн материалов для лопастей ротора будет доставлено в центры приема отходов до 2020 года.

Ветроэнергетика процветает с 2000-х годов. Уже не удивительно, что эти огромные ветряные мельницы работают на полную мощность в сельской местности или у побережья. И это отличная новость, поскольку ветряные турбины производят чистую возобновляемую энергию. Однако картина не так радужна, когда приходит время их утилизировать.

Несмотря на то, что срок службы ветряных турбин оценивается в 20-30 лет, многие из них больше не могут работать с прибылью из-за снижения субсидируемых государством зеленых тарифов.Теперь, когда у первого поколения — установленных в 1990-х годах — заканчивается срок службы, на первый план выходит вопрос о том, как утилизировать отходы. Первые разобранные турбины выявили неожиданную сложность: конструкция ветряных турбин не всегда экологична.

В частности, проблемой являются лопасти ротора, хотя они составляют всего 2–3% от массы всей ветряной мельницы. Они сделаны из стекловолокна (более старые модели) или углеродного волокна (более свежие модели).Преимущество этих композитных материалов в том, что они делают лопасти ротора более легкими и прочными, но их сложно утилизировать. Ожидается, что до 50 000 тонн отходов лопастей ротора будут поступать в центры приема отходов в период с настоящего момента до 2020 года без наличия установленного решения по переработке. Поэтому поиск способов дать им новую жизнь является серьезной проблемой.

Роторная пила

Veolia в Германии приступила к разработке решений. Будучи одним из первых и третьим по величине производителем ветровой энергии в мире, Германия имеет большое количество ветряных турбин, которые необходимо заменить, и активно ищет эффективные решения для утилизации тех, которые сейчас должны быть выведены из эксплуатации.

Демонтаж ветряка — непростая задача. Традиционно они делятся на четыре большие секции: бетонное основание, мачта, лопасти несущего винта (обычно три) и гондола. Каждая секция либо очень тяжелая, либо очень длинная. Для перевозки их на очистные сооружения требуются очень большие и загрязняющие автомобили. Только представьте себе размер конвоя, необходимого для перевозки лопастей ротора длиной 17 м для турбин, установленных в 1980-х годах, 80 м для тех, что производятся сегодня, и даже 125 м для тех, которые будут введены в эксплуатацию в будущем! Это почти невыполнимая миссия! Однако сотни тысяч установленных по всему миру лопастей ротора, срок службы которых подходит к концу, нуждаются в переработке.По данным Глобального совета по ветроэнергетике, в конце 2016 года во всем мире работало 341 000 ветряных турбин. Эта цифра значительно возрастет в следующие несколько десятилетий с ускорением развития ветроэнергетики. Вот почему Veolia разработала роторную ленточную пилу, которую можно использовать для разрезания лезвий на мелкие части на месте, что упростило их транспортировку и сделало их более экологически чистыми.

Также было разработано инновационное решение по переработке лезвий из стекловолокна.Они измельчаются и смешиваются с другими компонентами и становятся отличным твердым топливом для цементной промышленности, заменяя традиционные ископаемые виды топлива, такие как мазут, а также используя остатки стекловолокна в цементной матрице

Углеродное волокно сопротивляется переработке

Переработка лезвий из углеродного волокна — другое дело. Как правило, углеродное волокно — это материал будущего, потому что он прочный и легкий. Он также широко используется в автомобильной, авиационной и спортивной отраслях.

Однако в настоящее время не существует процесса восстановления списанных продуктов на основе углеродного волокна. Для переработки ветряных турбин Veolia в настоящее время изучает ряд решений, включая пиролиз (термический процесс, уже опробованный и испытанный для авиационной промышленности) и даже сольволиз. Перспективный процесс одновременной переработки волокна и полимерной смолы. Но в Германии нет предприятия, способного сделать это в промышленных масштабах. Эксперты Veolia надеются найти жизнеспособное решение в ближайшие годы.

Очень важно найти решение, учитывая экспоненциальный рост ветроэнергетики и необходимость замены многих ветряных турбин в ближайшие годы. Что, если развитие ветроэнергетики откроет путь к переработке всех материалов из углеродного волокна?

ФОТОГРАФИИ: главное изображение © Getty Images

Может ли окраска лопастей ветряных турбин в черный цвет действительно спасти птиц?

Ветряк на ветроэлектростанции Смёла с окрашенными лопастями ротора.Фото: Роэль, май

г. Ветряная электростанция Смела, расположенная на острове у северо-западного побережья Норвегии, столкнулась с проблемой вскоре после начала эксплуатации в 2002 году. Или, если быть более точным, проблема возникла в ветряной электростанции: Уайт Хвостатые орлы продолжали умирать после попадания в турбины, и никто не знал, почему они не могли видеть лопасти. Итак, Роэл Мэй, исследователь из Норвежского института исследований природы (NINA) в Тронхейме, решил выяснить это. Начиная с 2006 года, Мэй потратил пять лет на проект BirdWind , , изучая, почему птицы сталкиваются с ветряными турбинами и что происходит, когда они это делают.Затем он обратил свое внимание на следующий шаг: как в первую очередь предотвратить попадание птиц в турбины.

Если бы Мэй и его коллеги смогли найти решение, последствия были бы огромными. Ветроэнергетика — растущая часть энергетического сектора как во всем мире, так и в Соединенных Штатах. Но турбины и птицы исторически были в разногласиях; По данным Службы охраны рыбных ресурсов и дикой природы США, от 140 000 до 500 000 птиц ежегодно умирают только в Соединенных Штатах после столкновения с лопастями ветряных турбин.

Одной из возможных причин этих столкновений является смазывание движения, то есть визуальный эффект, который мы испытываем, когда быстро движущийся объект выглядит нечетким. Это то же явление, которое делает крылья колибри почти невидимыми для нас, когда они в полете. Мы интуитивно знаем, что крылья на самом деле не размытое пятно; они просто движутся слишком быстро, чтобы наши глаза могли их увидеть. Некоторые исследователи считают, что птицы испытывают тот же эффект, когда видят лопасти ветряных турбин, только у них нет знаний, чтобы понять, что это движущийся объект.«Нейтрально окрашенные лопасти движутся достаточно быстро, чтобы птица с трудом могла их решить», — говорит Табер Эллисон, директор по исследованиям в Американском институте дикой природы ветра, некоммерческой организации, объединяющей ученых и ветроэнергетику для изучения и уменьшения воздействия энергии ветра. по дикой природе. Белые или серые лопасти движущегося ветряного двигателя сливаются с фоном на фоне светлого неба, и летящие птицы не видят их, пока не становится слишком поздно.

Чтобы решить эту проблему, Мэй и его коллеги из NINA обратились к старому отчету U.С. Национальная лаборатория энергетических исследований. Он никогда официально не рецензировался и не публиковался в научных журналах, но предлагал заманчиво простое решение: возможно, говорится в отчете, покраска одной из лопастей турбины в черный цвет может уменьшить смазывание от движения. Мэй и его коллеги решили попробовать это, и операторы ветряной электростанции Смела, которые участвовали в финансировании их исследований, с радостью позволили им одолжить несколько турбин для эксперимента. «Ожидается, — написал Мэй в электронном письме на адрес Audubon , — что эта конструкция уменьшает так называемое размытие от движения, делая лезвия более заметными для птиц.”

Поскольку ветряные турбины уже были запущены, Мэй и его команда должны были нанять специализированную команду маляров, которые могли спуститься на лопасти турбины и раскрасить их в воздухе. Это значительно увеличило расходы, а это означало, что на Smøla можно было красить лопасти только четырех турбин. Они решили основать свое исследование на восьми турбинах: четыре с одной черной лопастью и четыре неокрашенных турбины для сравнения. Персонал ветряной электростанции уже выгуливал обученных собак по местности в поисках туш птиц, и это продолжалось после покрасочных работ.В целом, восемь экспериментальных турбин находились под наблюдением более 10 лет — семь с половиной лет до и три с половиной года после лечения — и за этот период их обыскали 1275 раз.

После окраски лопастей гибель птиц снизилась на 70 процентов.

Завершенное исследование команды NINA, опубликованное в конце июля в журнале Ecology and Evolution , предполагает, что решение может работать. Смертность птиц в Смёле, судя по обнаруженным тушам, снизилась на 70 процентов после того, как лопасти были покрашены.Теория гласит, что черная краска сделала лопасти более заметными, особенно на концах, по существу создавая темные полосы в небе, которые предупреждали приближающихся птиц о турбинах и давали им время изменить курс.

Результаты многообещающие, говорит Гарри Джордж, директор инициативы «Чистая энергия» Одюбона, но они также предварительные. По его словам, восемь турбин, половина из которых была покрыта черной краской, — это небольшой размер выборки, и исследователи обнаружили относительно мало трупов птиц как до, так и после покраски лопастей: всего 42 мертвых птицы, обнаруженных на всех восьми турбинах. в период исследования были включены в анализ.Также неясно, дает ли раствор краски одинаковые результаты для разных видов птиц. Сам Мэй соглашается: «Хотя мы обнаружили значительное снижение количества столкновений с птицами, его эффективность вполне может зависеть от конкретного места и вида», — говорит он. «Это определенно не золотое яйцо, решающее все проблемы столкновения птиц в мире». Он рекомендовал большему количеству операторов турбин протестировать этот подход по всему миру, чтобы увидеть, работает ли он в разных местах и ​​с разными видами птиц.

Если это действительно сработает, говорит Эллисон, покраска лезвий в черный цвет будет эффективным и недорогим решением.Но дать птицам визуальные подсказки с помощью краски — не единственное решение, которое тестируют исследователи. Больше думают о размещении или выяснении того, где физически разместить турбины. По словам Эллисон, изучая места гнездования и общие траектории полета вблизи потенциальных мест расположения ветряных электростанций, ветряные компании могут строить турбины как можно дальше от часто посещаемых птичьих маршрутов. Кроме того, ветряные фермы экспериментируют с радаром, камерой и технологией GPS для отслеживания птиц и автоматического отключения турбин по мере приближения птиц.Тем не менее, поскольку птицы используют ветер для навигации и парения, неизбежно будет некоторое совпадение между лучшими местами для ветряных электростанций и лучшими путями миграции птиц.

Исследователи также экспериментируют с системами сдерживания. «Когда вы обнаруживаете что-то, что, по вашему мнению, может быть орлом, на определенном расстоянии от турбины, вы издаете звуки, которые сначала предупреждают птицу», — говорит Эллисон. «Если птица продолжает приближаться, вы посылаете второй сигнал, который… вы знаете, есть надежда, что он убедит птицу изменить траекторию полета.«Турбины, по сути, будут кричать птицам, чтобы те держались подальше, и отчет, опубликованный AWWI, предполагает, что этот метод может снизить количество столкновений где-то между 33 и 53 процентами.

Будущие исследования могут доказать, что черные лопасти турбины — это панацея энергии ветра, которую мы ждали, но пока идея увидеть раскрашенные лопасти, разбросанные по ландшафту, все еще витает в воздухе в Соединенных Штатах. Это связано с тем, что окрашенные лопасти турбины в настоящее время запрещены правилами Федерального управления гражданской авиации (FAA), отчасти из-за опасений по поводу снижения видимости для самолетов, летающих в ночное время.«Однако у нас есть процесс рассмотрения таких изменений», — написал представитель FAA в электронном письме на адрес Audubon , что звучит так, как будто они могли бы рассмотреть возможность изменения своих правил.