Салхины эрчим хүчийг өөрчлөх нь хямд цахилгаан авах нэг арга юм. Салхин үүсгүүрийн олон загвар байдаг. Тэдгээрийн зарим нь хамгийн их үр ашигтай байхаар бүтээгдсэн бол зарим нь мадаггүй зөв байдаг. Хоёрдахь бүлэгт 100 орчим жилийн өмнө бүтээгдсэн Savonius ротор багтсан бөгөөд одоог хүртэл янз бүрийн техникийн асуудлыг шийдвэрлэхэд амжилттай ашиглагдаж байна.
Бүтээлийн түүх
Сигурд Йоханнес Савониус (1884 - 1931) - Финландын зохион бүтээгч, салхины эрчим хүчийг судлахтай холбоотой физикийн чиглэлээр хийсэн ажлаараа алдар нэрийг олж авсан. Амьдралынхаа туршид тэрээр салхин турбин бүтээхэд төдийгүй усан онгоцны үйлдвэрлэл, орчин үеийн төмөр замын вагон, автобусны агааржуулалтын системд ашигладаг хэд хэдэн патентыг авсан.
Германы өөр нэг зохион бүтээгч - Антон Флеттнер (1888 - 1861) өнгөрсөн зууны эхээр сонгодог дарвуулт онгоцны өөр хувилбарыг гаргаж, Флеттнер роторыг бүтээжээ. Шинэ бүтээлийн мөн чанарДараах байдлаар буурсан: салхинд хийссэн эргэдэг цилиндр нь агаарын урсгалын хүчнээс 50 дахин их, хэвтээ чиглэлд чиглэсэн хүчийг хүлээн авсан. Энэхүү нээлтийн ачаар салхины хүчийг ашиглан хөдөлдөг хэд хэдэн хөлөг онгоц бүтээжээ. Ердийн дарвуулт завинаас ялгаатай нь эдгээр хөлөг онгоцууд эрчим хүчнээс бүрэн хараат бус байв. Роторыг эргүүлэхэд мотор хэрэгтэй байсан.
Флеттнерийн далбааг эргэцүүлэн бодоход Савониус салхины энергийг эргүүлэхэд бас ашиглаж болно гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн байна. 1926 онд тэрээр дотроо эсрэг талын иртэй задгай цилиндрийн загварыг боловсруулж, патентжуулжээ.
Бага зэрэг физик
Эхлээд жаахан онол. Унадаг дугуй унах үед агаар нь хөдөлгөөнд ихээхэн эсэргүүцэл үүсгэдэг гэдгийг хүн бүр анзаарсан. Мөн хурд өндөр байх тусам энэ утга өндөр байна. Эсэргүүцэлд нөлөөлдөг хоёр дахь хүчин зүйл бол агаарын урсгалд өртсөн биеийн хөндлөн огтлолын хэсэг юм. Гэхдээ биеийн геометртэй холбоотой гуравдахь хэмжигдэхүүн байдаг. Машины их бие зохион бүтээгчид аэродинамикийн талаар яг үүнийг багасгахыг оролдож байна.
Жишээ нь, ижил хөндлөн огтлолын талбайтай, гэхдээ өөр өөр хэлбэртэй: хотгор, шулуун, гүдгэр гурван хавтан нь тэс өөр татах коэффициенттэй байна гэж хэлж болно. Гүдгэр хэлбэрийн хувьд энэ нь 0.34, шулуун хэлбэрийн хувьд - 1.1, хотгор хэлбэрийн хувьд - 1.33 байх болно. Энэ нь Савониус роторын ирэнд зориулж хотгор хэлбэрийг авсан. Энэ нь хамгийн үр дүнтэй хост гэж хүлээн зөвшөөрөгдсөнсалхины эрчим хүч.
Савониус роторын ажиллах зарчим
Флеттнерийн далбаанаас ялгаатай нь Савониус цилиндрийг хоёр хэсэгт хувааж, ир болон тэдгээрийн хоорондох зайг авахын тулд тэдгээрийг бие биенээсээ харьцангуйгаар шилжүүлэхийг санал болгосон. Савониусын санааны мөн чанар нь нэг ирийг мөргөх агаарын урсгал зүгээр л хажуу тийшээ гараад зогсохгүй тэнхлэгийн завсраар дамжин хоёр дахь ир рүү шилжсэн нь салхины нөлөөг эрс нэмэгдүүлсэн.
Ашиглалтын энэхүү зарчим нь Savonius роторыг зөөлөн салхинд ч ажиллуулах боломжийг олгодог.
Хэд хэдэн профайл сонголт байна:
- Илт нь тэнхлэг дээр бэхлэгдсэн бөгөөд тэдгээрийн хооронд агаарын зай байхгүй болно. Энэ бол Savonius роторын олон тайлбарын хамгийн энгийн хувилбар юм.
- Нэг ирний суурь нь нөгөө ирний суурь руу ордог. Тэнхлэгийн шугамын дагуу мэдэгдэхүйц цоорхой хэвээр байна. Энэ сонголт нь роторын хагасаас салхийг нөгөө рүү шилжүүлэх боломжийг олгодог. Илүү үр дүнтэй профайл.
- Хоёр дахь сонголттой адил, дотор талд нь шулуун хавтан нэмснээр зөвхөн ирний талбайг нэмэгдүүлнэ.
Хэрэглэх хүрээ
Өнгөрсөн зууны 60-аад онд Savonius роторыг төмөр замын агааржуулалтын системд ашиглаж байсан. Тэд вагоны дээвэр дээр суурилуулсан. Хөдөлгөөний явцад ротор эргэлдэж, гудамжнаас агаарыг өрөөнд шахаж эхлэв. Үүнтэй төстэй системийг автобусанд суулгасан.
Өнөөдөр роторын үндсэн хэрэглээбосоо тэнхлэгт салхин турбин. Хоёр хүчин зүйлийг нэгтгэсэн хэд хэдэн ижил төстэй загварууд байдаг:
- эргэлтийн босоо тэнхлэг;
- салхины урсгалын чиглэлд мадаггүй зөв байх.
Босоо салхин турбинуудаас гадна хэвтээ тэнхлэгтэй төхөөрөмжүүд байдаг. Тэд ижил салхины хүчээр их хэмжээний өгөөжөөр ялгагдана. Бүтцийн хувьд тэдгээр нь хэвтээ тэнхлэгт байрлах онгоцны сэнсний иртэй төстэй бөгөөд салхинд тохируулан чиглүүлэх сүүлтэй байдаг.
Савониус салхин турбины давуу тал
Салхин турбины босоо тэнхлэгийн роторууд нь хэвтээ тэнхлэгийн ротортой харьцуулахад үр ашгаа алддаг хэдий ч тэдгээр нь маргаангүй олон давуу талуудтай хэвээр байна:
- Уур амьсгалын аль ч бүсэд ажиллах. Хөндлөн талбай бага тул тэд хар салхинаас айдаггүй.
- Эхлүүлэхэд нэмэлт төхөөрөмж хэрэггүй. Хутга нь хотгор хэлбэртэй тул хөөргөх нь салхины хамгийн бага утга - 0.3 м / с үед явагддаг. Генератор нь 5 м/с-ийн агаарын урсгалын хурдаар оновчтой утгуудад хүрдэг.
- 20 дБ хүртэл дуу чимээ багатай тул салхин тээрэмийг орон сууцны ойролцоо суурилуулах боломжтой бөгөөд энэ нь цахилгаан бага эрчим хүч үйлдвэрлэх, утсан дахь гүйдэл алдахад чухал ач холбогдолтой.
- Салхины тодорхой чиглэл шаардахгүй. Тэд агаарын урсгалын аль ч өнцгөөс ажиллаж эхэлдэг.
- Энгийн загвар нь засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулдаг.
- Бүтцийг бүхэлд нь ойлгодог, ирээр нисэхийг оролддоггүй шувуудад аюултай биш.
Босоо тэнхлэгийн салхин турбины сул тал нь харьцангуй бага үр ашиг, барилгын материалын зардал өндөр, шаардлагатай хүчийг олж авахад том хэмжээтэй байх зэрэг орно.
Салхин сэнсийг өөрийн гараар хэрхэн хийх вэ
Хөдөөгийн байшинг бүрэн цахилгаанаар хангах төхөөрөмж хийнэ гэдэг юу л бол. Гэсэн хэдий ч бага чадалтай төхөөрөмжүүдийн (усалгааны насос, байшингийн урд гудамжны гэрэлтүүлэг, автомат хаалгыг онгойлгох) үнэ төлбөргүй цахилгаан үйлдвэрлэх жижиг салхин тээрэм хийх нь ямар ч дарханы хүч чадалд багтдаг. Үүний тулд танд хэрэгтэй болно:
- 33 см-ийн хажуугийн урттай, 1мм зузаантай хөнгөн цагаан хуудас;
- ус зайлуулах хоолой 15 см диаметртэй, 60 см урт;
- 4 см-ийн усны хоолой;
- цахилгаан генератор (машин ашиглаж болно);
- холбох хэрэгсэл (ган өнцөг, өөрөө түншдэг эрэг, самар, боолт).
Хоол хийх заавар
Энгийн Savonius ротор хийхийн тулд танд дараах зүйлс хэрэгтэй:
- Хөнгөн цагаан хуудаснаас 33 см диаметртэй 3 диск хайчилж ав.
- Тэнхлэгийн дагуу 15 см-ийн диаметртэй ус дамжуулах хоолойг огтолж, ирэнд зориулж 2 хоосон зай хийнэ. Дараа нь хэсэг бүрийг дундуур нь огтолно. Ингэснээр та 30 см урт 4 ижил иртэй болно.
- Дискнүүдийн голд 4 см-ийн усны хоолой оруулах нүхийг өрөмд.
- Гурван дискийг хоолойгоор болон тэдгээрийн хооронд холбоноир оруулах. Хоёр дискний хооронд хоёр. Ир нь тэнхлэгүүдийн хоорондох өнцөг нь 90 градус байхаар чиглэсэн байх ёстой. Энэ нь бага зэрэг салхинд ч генераторыг эргүүлэх боломжийг олгоно.
- Хөнгөн цагаан обудны ирийг засахын тулд булан болон өөрөө түншдэг эрэг ашиглана уу.
- Генераторын босоо амыг тэнхлэг болох хоолойн доод хэсэгт дарна.
Салхины үүсгүүр бэлэн боллоо. Агаарын урсгалд хангалттай нээлттэй суурилуулах газрыг сонгоход л үлддэг. Хэрэв хангалттай салхи байхгүй бол та өндөр шигүү мөхлөг хийж, дээр нь генератор байрлуулж болно.
Угсармал босоо салхин турбин
Хувилбар эрчим хүч хөгжихийн хэрээр бие даасан эрчим хүчний хангамжийн бүтээгдэхүүний эрэлт нэмэгдэж байна. Одоогоор ОХУ-д үйлдвэрлэсэн салхин турбинууд зах зээл дээр байгаа бөгөөд үнэ нь 60 мянган рублиас эхэлдэг.
Эдгээр төхөөрөмжийг 250 Вт-аас 250 кВт хүртэлх цахилгааны хэрэгцээг хангах хувийн хэвшилд ашиглах боломжтой.
