Veterná turbína Lenz2: 12 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:01

Tento návod vám ukáže, ako postaviť veternú turbínu Lenz2 z materiálov, ktoré máte okolo domu. Dizajn bol vyvinutý a testovaný Edom Lenzom z Windstuffnow.com:https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htmVeterná turbína Lenz2 VAWT (Vertical Axix Wind Turbine) je vysoká 4 stopy a má priemer 3 stopy. Je to v podstate turbína v štýle Savonius, ale s upresnením, že tri krídla sú tvarované tak, aby poskytovali vztlak aj kvôli konfigurácii ich slzy. V uvedenom odkaze Lenz opisuje, ako umiestnil ananometer do racionálnej turbíny a ukázal, že rýchlosť vetra sa zdvihla a prešla okolo pevnej časti krídel. Táto turbína je účinnejšia ako čistý Savonius v tom, že poskytuje ťah aj zdvih. V mojom návrhu som zmenšil priemer na približne 18 palcov a výšku na 21 palcov. (Pri spätnom pohľade som mal výšku urobiť 18 palcov, aby na oboch koncoch bolo viac stredovej osi kvôli flexibilite montáže.) Na stavbu turbíny som mohol použiť materiály, ktoré som mal po ruke. Keď som to testoval pri vetre 15 míľ za hodinu, fungovalo to tak dobre, že som sa bál zastaviť to zo strachu, že sa zraním. Jedinou nevýhodou toho, čo som vyrobil, bolo, že sa zdalo, že vyrába veľmi málo elektriny. Nie je to kvôli konštrukcii turbíny, ale kvôli povahe jednosmerného motora, ku ktorému som ho nechal pripevniť. V tomto návode sa bude klásť dôraz na to, ako zostrojiť samotnú turbínu. Plný kredit za dizajn a niektoré pokyny patrí Edovi Lenzovi. [Poznámka: Keďže tento návod bol uverejnený, dozvedel som sa viac o tom, ako by sa mali tvarovať krídla. Konštrukčné detaily lenz2 uvedené v tomto návode stále platia, ale rozmery krídla v kroku 2 by mali byť nahradené rozmermi uvedenými v novo vloženom kroku 3.]

Krok 1: Potrebný materiál

Materiály, ktoré budete potrebovať, sú uvedené nižšie. Alternatívne alternatívy voľne nahraďte, ak si myslíte, že budú fungovať. Materiály Preglejka (štvrť alebo pol palca) Oceľová páska s otvormi (iné alternatívy sú možné) Matice a skrutky 24 -palcová celozávitová tyč (priemer pol palca). 5 palcové matice, ktoré sa hodia na hliníkovú tyč (asi 6 z nich) Strešné lemovanie, tenký plech alebo dokonca nejaký flexibilný plast 9 kusov reziva, 0,5 palcov x 1 palcov x 18 palcov Hardvér na montáž turbíny (budete to musieť navrhnúť) Náradie Vŕtačky a vrtáky Cín snipsJigsawKľúče

Krok 2: Vystrihnite koncové diely krídla

[Poznámka: Konštrukcia krídla v tomto kroku neposkytne najlepší zdvih. Lepší dizajn nájdete v kroku 3. Ukáže, že strany krídla nie sú symetrické. Krok 3 tiež poskytne postup pre dimenzovanie krídla na základe priemeru lenz2. (pridané 1. júna 2008). '' '] Koncovky slzy budú poskytovať aerodynamický tvar krídel. Budete stavať tri krídla, takže budete potrebovať 6 koncových dielov. Veľkosť, ktorú som použil, bola polovičná oproti koncovým kusom popísaným Edom Lenzom. V zásade vyzerajú ako kornútky zmrzliny. Odporúčam vám vystrihnúť kartónovú šablónu a pomocou nej nakresliť šesť obrazov na polpalcovú preglejku. Nakreslite to takto: 1. Vystrihnite obdĺžnik z lepenky 3,5 "x 7,5" 2. Nakreslite stredovú čiaru pozdĺž dlhej osi3. Na tomto riadku urobte značku 1,75 palca od jedného z koncov (nazvime to horný koniec) 4. Nakreslite vodorovnú čiaru cez túto značku k bočným okrajom tak, aby pretínala zvislú čiaru o 90 stupňov. 5 Pomocou kompas, nakreslite 1,75 palcový polkruh na hornú stranu tejto značky. Mal by pretínať dva bočné okraje a horný okraj. Od miesta, kde stredová čiara pretína spodný okraj, nakreslite čiary do bodov, kde polkruh pretína bočné okraje. 7. Vystrihnite šablónu. Kartónovou šablónou nakreslite šesť obrázkov na pol palcovú preglejku. Môžete ich vnoriť tak, aby ste neplytvali preglejkou. Koncovkami vystrihnite skladačku.

Krok 3: Revízia: zmena tvaru krídla

Pôvodný tvar krídla uvedený v tomto návode nie je celkom podľa plánu zverejneného pre Lenz2. Po konzultácii s Edom Lenzom som si uvedomil chybu, ktorej som sa dopustil pri interpretácii jeho plánov. V tomto kroku je znázornený nový dizajn. Všimnite si, že uhol označený „Uhol A“je 90 stupňov. Strana A je v pravom uhle k čiare priemeru zaobleného konca krídla. V pôvodnom dizajne, ktorý som predstavil v tomto návode, mali dve čiary tvoriace špicatý koniec rovnakú dĺžku a ich uhly k čiare priemeru boli identické. Tento kužeľ bol symetrický, zatiaľ čo v tu zobrazenej zmene nie je kužeľ symetrický. Ak uhol A nastavíte na 90 stupňov, krídlo bude mať väčší zdvih. Zmenil som veľkosť konštrukcie, aby som mohol poháňať generátor minigénov, ktorý bol predaný na stránke windstuffnow.com (ale už nie je k dispozícii). Základné kroky pri výrobe lenz2 sú stále platné. Základný výpočet: Teraz lepšie chápem, ako určiť veľkosť a proporcie krídla. Najprv určte, aký bude priemer lenz2. Najľahšie to urobíte tak, že sa rozhodnete, aká bude vzdialenosť od stredovej osi lenz2 k vonkajšiemu okraju krídla. Toto bude polomer lenz2. Zdvojnásobíte to, aby ste získali priemer. V mojom novom dizajne som predpokladal, že priemer lenz2 bude 16 palcov (to znamená, že vzdialenosť od stredovej osi k vonkajšiemu okraju krídla bude 8 palcov). určte priemer krídla, vynásobte priemer lenz2 krát.1875. V mojom prípade 16 palcov *.1875 = 3,0 palca. Na určenie dĺžky krídla vynásobte priemer lenz2 krát.4. V tomto prípade 16 palcov *.4 = 6,4 palcov. Dĺžka strany A je 6,4 mínus 1,5 alebo 4,9 palca. Vytvorím nový návod, ktorý bude zahŕňať tento dizajn v lenz2, ktorý poháňa generátor minigénu.

Krok 4: Vystrihnite rebrá

Na spojenie dvoch koncových častí každého krídla budete potrebovať tri rebrá. Dĺžka týchto rebier bude závisieť od toho, aké vysoké chcete mať krídla. Vybral som si 21 palcov, pretože som si myslel, že by som ich mohol namontovať na závitovú tyč so všetkými závitmi.

Rebrá by mali byť 0,5 cm hlboké a 1 "široké a bez ohľadu na dĺžku, ktorú si vyberiete (21" v mojom dizajne). V koncových kusoch, kde budete ukotvovať rebrá, vystrihnete zárezy 0,5 x 1 ". že nakreslíte koniec konca jedného z rebier na kus kartového papiera, ktorý môžete použiť ako predlohu na kreslenie na koncové diely. Obdĺžnik môžete zmerať, ale jeho vystopovaním si môžete byť istí, že zárezy bude dostatočne veľký.

Krok 5: Pripravte koncové kusy

Pomocou kartónovej šablóny 0,5 "x 1" na rebrované zárezy nakreslite na každý koncový kus tri zárezy. Dva zárezy budú na jednej strane a jeden na druhej.

V najširšom mieste bude na každej strane koncového kusu zárez. Pretože to bude na krivke, uistite sa, že hĺbka každej strany šablóny úplne zapadá do koncového kusu. Tým sa zabezpečí, že rebro bude v jednej rovine s vonkajším okrajom koncovky. Na jednu stranu koncovky v blízkosti špicatého konca nakreslite vzor, ktorý je asi jeden palec od bodu. Obdĺžnik bude rovnobežný so šikmou stranou. Strana s dvoma zárezmi bude na zadnej strane krídla (strana obrátená k stredu turbíny.) Zárezy vyrežte skladačkou.

Krok 6: Naplánujte si uhol krídla

Špicatý koniec každého krídla sa bude otáčať o 9 stupňov dozadu smerom do stredu turbíny o 9 stupňov mimo, aby bol rovnobežný so stredom turbíny. Toto meranie empiricky určil Ed Lenz. Zvolil som ten uhol a turbína vyzerala, že funguje dobre. Po namontovaní krídel budete mať možnosť nastaviť uhol, ak cítite, že to chcete dokázať sebe.

Najprv vyvŕtajte otvor v strede kužeľovej časti koncovky. Toto bude bod, kde sa stretávajú zvislé a vodorovné čiary. Veľkosť otvoru bude priemer skrutky, ktorou ho pripevníte k vzpere vedúcej od stredovej osi. Odkiaľkoľvek pozdĺž vzpriamenej časti zadného okraja koncového dielu (strana s dvoma rebrovanými zárezmi) nakreslite cez koncový kus čiaru, ktorá je v pravom uhle k boku. Odkiaľ táto čiara pretína zadný okraj koncovky, nakreslite čiaru 9 stupňov napravo od tejto 90 stupňovej čiary (bude na strane, ktorá je bližšie k otvoru). Táto čiara bude tá, s ktorou je tyč, ktorá spája krídlo so stredovou osou, zarovnaná. Ak uhlomer nemáte, v kroku 8 nájdete odkaz, kde si môžete stiahnuť obrázok uhlomeru. Vykonajte to so všetkými šiestimi koncovými kusmi.

Krok 7: Zostavte rám krídla

Na zostavenie každého krídla vložíte rebro do zodpovedajúcich zárezov na horných a dolných koncových kusoch. Dbajte na to, aby rebro nevyčnievalo za horné a spodné kusy. Mali by byť v jednej rovine.

Keď je rebro na mieste, predvŕtajte jeden otvor cez rebrá a do preglejky. Rebro priskrutkujte na miesto 1 skrutkou do dreva. Tieto rebrá môžete prípadne prilepiť na svoje miesto, ale to nie je potrebné, pokiaľ nepostavíte turbínu, ktorú v skutočnosti plánujete používať vonku na výrobu elektriny. Pripojením dvoch ďalších rebier vytvorte krídlo.

Krok 8: Pripojte kožu krídel

Okrúhla časť krídla a zadná strana (strana s dvoma rebrami) je potiahnutá nejakou kožou. Rozhodol som sa použiť hliníkový lemovací materiál, ktorý mi zostal. Môžete mať nejaký iný druh materiálu, ktorý by mohol fungovať.

Moja rolka blikania bola široká 6 palcov. Zistil som, že ak odrežem dva kusy 6 "x 21", môžem zakryť prednú hranu a zadnú stranu každého krídla. Dokázal som pripevniť jeden kus lemovania z jedného rebra na druhé okolo prednej hrany. Každý kus som ukotvil niekoľkými kovovými skrutkami. Niektoré z nich sa dostali do rebier a iné na okraj koncovky preglejky. Potom som pripevnil druhý kus lemovania k zadnej časti krídla, Boli zaskrutkované do zadných rebier. Tento kúsok blikania sa môže trochu prekrývať s tým, ktorý prechádza okolo nábežnej hrany. Vykonajte to pre všetky tri krídla. Teraz ste pripravení pripevniť krídla k stredovej osi.

Krok 9: Pripravte vzpery a stredové disky

Krídla budú pripevnené k stredovej osi (tyč všetkých nití) pomocou dvoch kruhov preglejky a vzper, ktoré ich spájajú s vrchmi a spodkami krídel. Vyrežte dva 8 palcové kruhy pol palcovej preglejky. Pomocou celokruhového uhlomeru (jeden som stiahol z https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png) som vyznačil čiary na každom kruhu ktoré boli od seba vzdialené 120 stupňov. Toto budú čiary, ktorými vzpery nadväzujú na krídla. V strede každého z kruhov vyvŕtajte dieru. Tento otvor bude mať rovnaký priemer ako tyč so všetkými závitmi. Pri vzperách, ktoré spájajú kruhy s krídlami, máte na výber rôzne možnosti. Najjednoduchšie by bolo jednoducho ich vyrobiť z dreva. Na spodné vzpery som sa rozhodol použiť drevo (pretože som si nebol istý, či kovový remienok, ktorý som si kúpil, udrží váhu. Na vrch som kúpil 4 stopový kus pozinkovaného kovu, v ktorom boli v strede vyrazené otvory čiara pásu kovu. Rozrezal som vzpery na dĺžku 11 palcov. Potom som umiestnil koniec každej vzpery 1 palec od stredu kruhu pozdĺž jednej zo 120 stupňových čiar. Do vzpery som vyvŕtal dva otvory a jeden cez kruh preglejky. Tieto som pevne priskrutkoval na miesto. Asi jeden palec od druhého konca vzpery som vyvŕtal otvor s rovnakým priemerom ako v koncovke.

Krok 10: Namontujte krídla do stredovej osi

Na spodok osi (tyč so všetkými závitmi) navlečte maticu 0,5 palca tak, aby bola asi 2,5 palca od konca. Posuňte jeden z preglejkových kotúčov nahor zo spodnej časti osi tam, kde sa stretne s maticou. Potom navlečte ďalšiu maticu hore na tyč, kde sa stretne s diskom. Otočte dve matice k sebe tak, aby kotúč pevne sedel na osi.

Pripojte druhý disk k druhému koncu osi. Možno budete musieť nastaviť polohu diskov tak, aby zodpovedali výške krídel a tiež ponechali priestor na pripevnenie osi na generátor alebo inú konštrukciu. Všimnite si toho, že nad vrcholom stredového disku je veľmi malá os. Rozhodol som sa urobiť krídla 21 palcov na tyči osi 24 palcov. Toto bola chyba. Pri spätnom pohľade navrhujem, aby ste krídla skrátili, aby vám spodná a horná časť osi trčala oveľa viac z osi, aby ste flexibilne namontovali celú turbínu na generátor alebo inú konštrukciu. Pravdepodobne by som išiel s 18 palcami. Teraz môžete namontovať krídla. Zakrytou stranou krídla smerom k osi priskrutkujte vzpery k koncovým kusom. Môžu byť dosť tesné, ale dostatočne voľné na otáčanie. Teraz zarovnajte hornú vzperu s 9 stupňovou čiarou, ktorú ste nakreslili, a potom utiahnite horné a dolné matice. Tento uhol natočí krídla k stredovej osi o správne množstvo. Urobte to s ďalšími dvoma krídlami. Turbína je pripravená na montáž na generátor alebo inú konštrukciu.

Krok 11: Namontujte turbínu na generátor

Nejako budete musieť turbínu namontovať na generátor alebo prípadne na nejaký podporný rámec, ktorý mu umožní voľne sa otáčať. V tomto projekte som ho namontoval na 24 V jednosmerný motor, ktorý som uložil z kosačky na batérie. Motor bol použitý na roztočenie noža kosačky na trávu. Motor má na jednom konci plus a mínus konektory rýľa a z druhého konca vyčnieva hriadeľ. Hriadeľ mal bohužiaľ priemer pol palca s jemným závitom. Preto je veľmi ťažké spárovať s niečím ako celozávitovou tyčou s polpalcovým hrubým závitom. Spôsob, akým som problém vyriešil, je priskrutkovať konzolu v tvare L k hriadeľu motora. Potom som použil kus kovu, ktorý som zachránil pred starým ojom. Má tvar U a má otvory na boku a závitový otvor na vrchu. Závit je pol palcový hrubý závit, ideálny na montáž tyče so všetkými závitmi. Nakoniec som priskrutkoval konektor v tvare U k držiaku L. Vyrezal som otvor v kusu preglejky, ktorý bol dostatočne veľký na vloženie motora. Po vložení motora na preglejku som ho priskrutkoval. Aby som turbínu vyskúšal, umiestnil som celú záležitosť na ťažkú drevenú škatuľu.

Krok 12: Predvedenie turbíny

Na videách môžete vidieť, že turbína sa v dosť silnom vetre, ktorý fúkal, veľmi dobre točí. Odhadoval by som, že to bolo asi 15 mph. Fungovalo to tak dobre, že som musel dočasne priviazať turbínu o krabicu, aby sa neprevrhla. Jasne vidíte, že sa točí veľmi rýchlo, ale aj poskakuje. Dôvodom je to, že upevnenie turbíny k motoru nie je dokonalé. Je mierne rozbitý a toto sa nikdy nedá zlepšiť týmto nastavením. Vyrába elektrina? Je smutné, že nie veľa. Problém je v motore. Nemám predstavu o konštrukcii motora. Všimnite si drôtu vedúceho z turbíny von z fotografie. Jedná sa o predlžovací kábel s odrezaným mužským koncom a pripevneným k motoru. S týmto nastavením môžem vložiť sondy z multimetra do ženského konca. Ukazuje sa, že sotva generujem 1 volt a turbína beží veľmi rýchlo. To je bod, v ktorom je potrebné začať ďalší projekt. Na internete sa diskutuje o tom, ako vytvoriť vlastný generátor. Je tiež možné použiť správny druh automobilového generátora alebo niečo z práčky. Ak nemáte generátor na mysli, navrhujem vám, aby ste si vyskúšali svoju ručnú prácu a namontovali turbínu na nejaký druh konštrukcie, kde ju zachytí vietor. Môže to byť drevený rám alebo niečo vyrobené z PVC rúrky. Takto môžete vidieť, či dizajn funguje a či musíte upraviť uhol krídel. Môžete tiež zmerať, aká rýchlosť vetra je potrebná na spustenie otáčania turbíny. Ak vás zaujíma, aký je priemerný vietor vo vašej oblasti, môžete navštíviť aplikáciu, ktorú mám na svojom webe, ktorá vám umožní vybrať si meteorologickú stanicu NOAA vo vašom okolí. a pozrite sa na graf vetra, teploty a tlaku za posledných 24 hodín. Moja aplikácia vykresľuje tieto údaje a uvádza ich v tabuľke. Čo chcete, je priemerná rýchlosť vetra za posledných 24 hodín. Ak pravidelne navštevujete svoje obľúbené miesto, budete si môcť všimnúť, ako sa priemer mení. Odkaz je: