مولد الرياح الشراعية بيديك. طاحونة الإبحار: تحليل التصميم وحالات الاستخدام أنواع توربينات الرياح الشراعية

يقدم هذا القسم تصميمات مختلفة لتوربينات الرياح من نوع الشراع. توربينات الرياح الشراعية ، على الرغم من أنها لا تتمتع بمعدل استخدام مرتفع لطاقة الرياح ، بمعنى آخر ، الكفاءة ، فهي تتمتع بعزم دوران جيد عند سرعات الرياح المنخفضة ، والتي تتيح ، جنبًا إلى جنب مع عجلة الرياح ذات القطر الكبير ، الضغط على الطاقة الجيدة للخروج من المولد من خلال المضاعف.

غالبًا ما تُستخدم مولدات الرياح هذه لتسخين المياه أو رفعها مباشرةً بواسطة ناقل حركة ميكانيكي مباشرةً إلى المضخة. وكقاعدة عامة ، فإن توربينات الرياح هذه ليست صغيرة الحجم ويبدأ القطر الطبيعي لعجلة الرياح من 5 أمتار. هنا ، يتم تعويض KIEV المنخفض من خلال مساحة المروحة الكبيرة ، ويتم تحويل الثورات المنخفضة بواسطة المضاعف إلى تلك اللازمة لتشغيل المولد.

>

تاريخ المشروع طاحونة الإبحار الجزء 1

تاريخ المشروع طاحونة الإبحار الجزء 2

بدأ كل شيء ببناء نموذج عمل لمولد رياح الإبحار من أجل دراسة وفهم كيفية عمل كل شيء ، ثم بدأ مولد الرياح يتجسد في المعدن ، وتم حياكة الشفرات الأولى من الألواح.

>

طاحونة الإبحار - "Vodokachka" لرفع المياه

مولد الرياح الشراعية لرفع المياه. التصميم بسيط قدر الإمكان ، ومضخة رفع المياه مصنوعة بالكامل من نوع الغشاء. تم تصميم الطاحونة بأبسط ما يمكن ، إذا جاز التعبير ، للتحقق من أداء مضخة الرياح ، فهي تتجول حوالي 10 لترات في رياح تبلغ 6 م / ث في 15 دقيقة.

>

مولد الرياح الشراعية بيديك.

مولد الرياح ، مولد الرياح الشراعية في الصور الفوتوغرافية. تقرير مصور صغير عن كيفية صنع وتركيب الطاحونة الهوائية ، لا توجد بيانات خاصة. من المعروف أن الطاقة القصوى عند الحمل على المصابيح وصلت إلى 4 كيلو واط في الساعة. بينما يقوم مولد الرياح بشحن بطارية بقوة 155 أمبير.

>

مولد الرياح الشراعية 4kv.

تقرير مصور صغير ووصف لإنشاء مولد رياح من نوع الشراع لشحن البطاريات. يتم تجميع رأس الريح من مضاعف ومولدين للسيارة بجهد 24 فولت. المحرك من عمود المضاعف عبارة عن حزام ، لكل مولد على حدة. يبلغ قطر الطاحونة 5 أمتار ، الأشرعة مصنوعة من قماش البانر.

مولد الرياح الشراعيةيختلف في مادة شفرات العمل الخاصة به. إذا كانت الشفرات في الأنواع التقليدية من توربينات الرياح صلبة ، فهي هنا مصنوعة من مواد يمكنها تغيير مساحة سطح عملها تحت تأثير الرياح: قماش ، قماش مشمع ، مواد ذات طبقات غير منسوجة.

على عيوب توربينات الرياح ذات الشفرات الصلبة

توربينات الرياح التقليدية هي أنظمة بالقصور الذاتي للغاية: من أجل تدوير الشفرات بسرعة زاوية كبيرة أو أقل ، يلزم وجود رياح قوية. تم تأكيد ذلك من خلال العديد من الحسابات النظرية والخيارات العملية للتصاميم المختلفة لتوربينات الرياح هذه. كانت النتيجة مخيبة للآمال: على سبيل المثال ، بالنسبة للشفرات أو المروحة التي يبلغ طولها 3 أمتار ، ومع الحد الأدنى المطلوب لعدد دورات المولد 400 دقيقة -1 ، يجب أن تكون السرعة المحيطية للمروحة / الشفرة 500 كيلومتر على الأقل / ح! خلاف ذلك ، فإن انخفاض الضغط المطلوب ، والذي لن تبدأ عنده الشفرة الصلبة في الدوران فحسب ، بل ستولد أيضًا على الأقل بعض الكهرباء في نفس الوقت ، يتوافق مع سرعة رياح لا تقل عن 10 م / ث. لكن هذا ليس كل شيء. توزيع ضغط الرياح على الشفرات الصلبة غير متساوٍ للغاية: يقع معظمه على الجزء المركزي من الشفرة ، وتكون سرعته الزاوية أقل بكثير من سرعة المناطق المحيطية. هذه الحقيقة غير السارة تؤدي إلى حقيقة أنه من أجل الزيادة عامل استخدام طاقة الرياح (KIEV)- التناظرية لمصطلح الكفاءة الأكثر شيوعًا - من الضروري زيادة امتداد الشفرات إلى أحجام كبيرة بشكل غير لائق - 10 أمتار أو أكثر! وتظهر المشاكل على الفور - مكان تثبيت مثل هذا الوحش ، وكيفية حماية الطيور من الإبادة عن طريق تدوير الشفرات ، وكيفية الخدمة ، وما إلى ذلك. وحتى في أكثر التصميمات تفاؤلاً لتوربينات الرياح ذات الشفرات الصلبة ، فإن KIEV لا يتجاوز 20٪.

أنواع توربينات الرياح الشراعية

تم تطويره عمليا في نسختين:

• مع شفرات شراع دائرية ؛
• بعجلة إبحار دائرية.

تستخدم توربينات الرياح من التصميم الأول شفرات شراع مثلثة الشكل. يتم تحديد شكل المثلث بشكل فردي ، اعتمادًا على قوة الرياح في المنطقة. في كثير من الحالات ، وبسبب البساطة ، يتم استخدام المثلث الأيمن المتناثر (انظر الشكل 1) ، على الرغم من أن شفرات الشراع على شكل مثلثات متساوية الساقين ستكون أكثر تقدمًا من الناحية التكنولوجية للإنتاج الصناعي (انظر الشكل 2).

ما هي فعالية استخدام شفرات الشراع؟

يكمن السر كله في مرونة مادة النصل ، والتي بسببها ينحرف الهواء النفاث ، عندما يلتقي بسطح الشراع ، إلى زاوية معينة إلى الجانب وينقل طاقته الحركية إلى شفرة الشراع. يبدأ الأخير في الدوران (ستعمل الشفرات الخفيفة ذات المساحة الكبيرة على القيام بذلك بشكل أسرع) وتنقل الطاقة المفيدة إلى عمود المولد. بسبب هذه الميزات مولد الرياح الشراعيبدأ في إنتاج عمل مفيد بالفعل بسرعات رياح تبلغ 5 م / ث - نصف ما هو عليه بالنسبة للمولد ذي الشفرات الصلبة.

تم تطوير مولدات الشراع هذه وتصنيعها في العديد من دول العالم: في الولايات المتحدة الأمريكية وفرنسا وروسيا (SKTB Energia-gravio و Taganrog) ، إلخ.

في الوقت نفسه ، فإن توربينات الرياح الشراعية ذات الشفرات لها عيوب كبيرة - متانة منخفضة للشفرات (بسبب القيود المفروضة على المواد المستخدمة) ولا تزال غير كافية (وإن كانت أكبر من توربينات الرياح ذات الشفرات الصلبة) KIEV. ويفسر ذلك حقيقة أن الشراع الدائري ، بحكم تعريفه ، غير متوازن وغير متوازن ، وبالتالي فهو نشط فقط على جانب واحد. مع التغيير المفاجئ في اتجاه الرياح ، ستتوقف هذه الشفرة أولاً ، ثم تبدأ ببطء شديد في اكتساب الزخم.

لا توجد مثل هذه النواقص مولد الرياح الشراعبعجلة شراع ، تم تطويرها وتصنيعها بواسطة Saphon Energy (تونس). لا يحتوي مولد Saphonian على شفرات أو أجزاء دوارة. خارجياً ، يشبه التصميم طبق القمر الصناعي (انظر الشكل 3).

بمساعدة صمامات الهواء ، يقوم شراع مولد الرياح بعمل حركات تذبذبية عالية التردد. بمساعدة نظام ميكانيكي ، يتم إدراك هذه الاهتزازات بواسطة مكابس النظام الهيدروليكي ، والتي تحول طاقة الطاقة المستلمة إلى ضغط سائل غير قابل للضغط. إنها طاقة الضغط لهذا السائل التي تُستخدم في المستقبل لتدوير عمود المولد الكهربائي.

يصل معدل KIEV لمولد Saphonian إلى 80٪ ، وهو أعلى بمرتين من كفاءة مولدات الشراع ذات الشفرة. وعلى الرغم من ذلك ، بالمعنى الدقيق للكلمة ، فإن سافونيان ليست كذلك مولد الرياح الشراعفي شكله "الخالص" ، يستحق مبدأ عمله أكبر قدر من الدراسة والتنفيذ.

تلخيص لما سبق

ما هي مزايا توربينات الرياح الشراعية:

• أعلى ، بالمقارنة مع توربينات الرياح التقليدية ، KIEV ؛
• انخفاض مستوى الضوضاء
• الأداء بقيم أقل لقوة الرياح وسرعتها ؛
• سهولة وتوافر التنفيذ ؛
• السلامة في التشغيل والصيانة.

روسيا لديها موقف مزدوج فيما يتعلق بموارد طاقة الرياح. من ناحية أخرى ، نظرًا للمساحة الإجمالية الشاسعة ووفرة المساحات المسطحة ، تكون الرياح وفيرة بشكل عام وحتى في الغالب. من ناحية أخرى ، فإن رياحنا في الغالب منخفضة الإمكانات ، بطيئة ، انظر الشكل. في الثالث ، في المناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة ، تكون الرياح عنيفة. بناءً على ذلك ، فإن مهمة بدء تشغيل مولد الرياح في المزرعة مهمة جدًا. ولكن لكي تقرر ما إذا كنت ستشتري جهازًا باهظ الثمن إلى حد ما ، أو تصنعه بنفسك ، عليك أن تفكر مليًا في أي نوع (وهناك الكثير منهم) لأي غرض تختار.

مفاهيم أساسية

1. KIEV - عامل استخدام طاقة الرياح. إذا تم استخدام نموذج ميكانيكي للرياح المسطحة للحساب (انظر أدناه) ، فإنه يساوي كفاءة الدوار لمحطة طاقة الرياح (APU).
2. الكفاءة - الكفاءة الشاملة لوحدة APU ، من الرياح القادمة إلى أطراف المولد الكهربائي ، أو إلى كمية المياه التي يتم ضخها في الخزان.
3. الحد الأدنى لسرعة رياح التشغيل (MPS) هي سرعتها التي تبدأ بها الطاحونة الهوائية في إعطاء التيار للحمل.
4. الحد الأقصى لسرعة الرياح المسموح بها (MPS) هي سرعتها التي يتوقف عندها إنتاج الطاقة: إما أن تقوم الأتمتة بإيقاف تشغيل المولد ، أو وضع الدوار في ريشة الطقس ، أو طيه وإخفائه ، أو توقف الدوار عن نفسه ، أو APU ينهار ببساطة.
5. بدء سرعة الرياح (CWS) - بهذه السرعة ، يكون الدوار قادرًا على الدوران دون تحميل ، والدوران لأعلى والدخول في وضع التشغيل ، وبعد ذلك يمكن تشغيل المولد.
6. سرعة البدء السلبية (OSS) - وهذا يعني أن APU (أو توربينات الرياح - محطة طاقة الرياح ، أو WEA ، محطة طاقة الرياح) تتطلب دورانًا إلزاميًا من مصدر طاقة خارجي للبدء في أي سرعة رياح.
7. لحظة البدء (الأولية) - قدرة الدوار ، التي تباطأت بقوة في تدفق الهواء ، على إنشاء عزم دوران على العمود.
8. توربينات الرياح (VD) - جزء من APU من الدوار إلى عمود المولد أو المضخة ، أو أي مستهلك آخر للطاقة.
9. مولد الرياح الدوراني - APU ، حيث يتم تحويل طاقة الرياح إلى عزم دوران على عمود إقلاع الطاقة عن طريق تدوير الدوار في تدفق الهواء.
10. نطاق سرعة تشغيل الدوار هو الفرق بين MDS و MRS عند التشغيل عند الحمل المقدر.
11. طاحونة هوائية بطيئة السرعة - لا تتجاوز فيها السرعة الخطية لأجزاء الدوار في التدفق سرعة الرياح أو تحتها. يتم تحويل الرأس الديناميكي للتدفق مباشرة إلى دفع شفرة.
12. طاحونة هوائية عالية السرعة - تكون السرعة الخطية للشفرات أعلى بكثير (حتى 20 مرة أو أكثر) من سرعة الرياح ، ويشكل الدوار دوران الهواء الخاص به. إن دورة تحويل طاقة التدفق إلى قوة دفع معقدة.

ملحوظات:

1. تحتوي وحدات APU منخفضة السرعة ، كقاعدة عامة ، على CIEV أقل من تلك عالية السرعة ، لكن لديها عزم دوران بدء كافٍ لتدوير المولد دون فصل الحمل وصفر TCO ، أي انطلاق ذاتي تمامًا وقابل للتطبيق في أخف الرياح.
2. البطء والسرعة مفاهيم نسبية. يمكن أن تكون طاحونة الهواء المنزلية بسرعة 300 دورة في الدقيقة منخفضة السرعة ، ووحدات APU قوية من نوع EuroWind ، والتي تكتسب منها حقول مزارع الرياح ، ومزارع الرياح (انظر الشكل). السرعة ، لأن. مع مثل هذا القطر ، فإن السرعة الخطية للشفرات وديناميكا الهواء الخاصة بها على معظم الامتداد هي "طائرة" تمامًا ، انظر أدناه.

ما هو المولد المطلوب؟

يجب أن يولد المولد الكهربائي لطاحونة الهواء المحلية الكهرباء في نطاق واسع من سرعات الدوران وأن يكون لديه القدرة على البدء الذاتي بدون أتمتة ومصادر طاقة خارجية. في حالة استخدام APU مع OSS (طواحين الهواء ذات الدوران العلوي) ، والتي ، كقاعدة عامة ، لديها KIEV عالية وكفاءة ، يجب أيضًا أن تكون قابلة للعكس ، أي تكون قادرة على العمل كمحرك. عند طاقة تصل إلى 5 كيلو واط ، يتم تلبية هذه الحالة من خلال الآلات الكهربائية ذات المغناطيس الدائم على أساس النيوبيوم (المغناطيسات الفائقة) ؛ على مغناطيس الصلب أو الفريت ، لا يمكنك الاعتماد على أكثر من 0.5-0.7 كيلو واط.

ملحوظة: المولدات غير المتزامنة أو المولدات المجمعة مع الجزء الثابت غير الممغنط ليست مناسبة على الإطلاق. مع انخفاض قوة الرياح ، سوف "يخرجون" قبل وقت طويل من انخفاض سرعته إلى MRS ، وبعد ذلك لن يبدأوا بأنفسهم.

يتم الحصول على "قلب" ممتاز لوحدة APU بقوة 0.3 إلى 1-2 كيلو واط من مولد تيار متردد مع مقوم مدمج ؛ معظمهم الآن. أولاً ، يحافظون على جهد الخرج من 11.6-14.7 فولت في نطاق واسع إلى حد ما من السرعات بدون مثبتات إلكترونية خارجية. ثانيًا ، تفتح بوابات السيليكون عندما يصل الجهد الكهربائي على الملف إلى 1.4 فولت ، وقبل ذلك "لا يرى" المولد الحمل. للقيام بذلك ، يجب أن يكون المولد بالفعل غير مجدول جيدًا.

في معظم الحالات ، يمكن توصيل المذبذب مباشرة ، بدون ترس أو محرك سير ، بعمود HP عالي السرعة عن طريق اختيار السرعة باختيار عدد الشفرات ، انظر أدناه. "المشاة السريعة" لها عزم دوران صغير أو صفر ، لكن الدوار ، حتى بدون فصل الحمل ، سيكون لديه وقت كافٍ للدوران قبل فتح الصمامات وإعطاء المولد تيارًا.

الاختيار في مهب الريح

قبل تحديد مولد الرياح الذي يجب صنعه ، دعنا نقرر علم الهواء المحلي. باللون الرمادي المخضرمناطق (عديمة الرياح) من خريطة الرياح ، على الأقل بعض المعنى سيكون فقط من توربينات الرياح الشراعية(وسنتحدث عنها لاحقًا). إذا كنت بحاجة إلى مصدر طاقة ثابت ، فسيتعين عليك إضافة معزز (مقوم مع مثبت الجهد) ، وشاحن ، وبطارية قوية ، وعاكس 12/24/36/48 VDC إلى 220/380 VAC 50 هرتز. لن يكلف مثل هذا الاقتصاد ما لا يقل عن 20000 دولار ، ومن غير المرجح أن يكون من الممكن إزالة قوة طويلة المدى تزيد عن 3-4 كيلوواط. بشكل عام ، مع الرغبة الشديدة في الطاقة البديلة ، من الأفضل البحث عن مصدر آخر لها.

في الأماكن ذات اللون الأصفر والأخضر والرياح قليلاً ، إذا كنت بحاجة إلى كهرباء تصل إلى 2-3 كيلو وات ، يمكنك استخدام مولد رياح عمودي منخفض السرعة بنفسك. لقد تم تطويرها بشكل لا يحصى ، وهناك تصميمات ، من حيث KIEV والكفاءة ، تكاد تكون جيدة مثل "الشفرات" الصناعية.

إذا كنت ستشتري توربينات رياح لمنزلك ، فمن الأفضل التركيز على طاحونة هوائية ذات دوار إبحار. هناك العديد من الخلافات ، ونظريًا ليس كل شيء واضحًا بعد ، لكنها تعمل. في الاتحاد الروسي ، يتم إنتاج "المراكب الشراعية" في تاجانروج بقدرة 1-100 كيلو وات.

في المناطق الحمراء ، والرياح ، يعتمد الاختيار على الطاقة المطلوبة.في حدود 0.5-1.5 كيلو واط ، هناك ما يبرر "الرأسيات" العصامية ؛ 1.5-5 كيلوواط - تم شراء "المراكب الشراعية". يمكن أيضًا شراء "عمودي" ، لكنه سيكلف أكثر من APU في المخطط الأفقي. وأخيرًا ، إذا كنت بحاجة إلى طاحونة بقوة 5 كيلوواط أو أكثر ، فأنت بحاجة إلى الاختيار بين "الشفرات" الأفقية المشتراة أو "المراكب الشراعية".

ملحوظة: تقدم العديد من الشركات المصنعة ، وخاصة الطبقة الثانية ، مجموعات من الأجزاء التي يمكنك من خلالها تجميع مولد رياح بطاقة تصل إلى 10 كيلو واط بنفسك. ستكلف هذه المجموعة 20-50 ٪ أرخص من المجموعة الجاهزة مع التثبيت. ولكن قبل الشراء ، تحتاج إلى دراسة علم الهواء لموقع التثبيت المقصود بعناية ، ثم تحديد النوع والطراز المناسبين وفقًا للمواصفات.

عن الأمن

أجزاء من توربينات الرياح للاستخدام المنزلي أثناء التشغيل يمكن أن تتجاوز سرعتها الخطية 120 وحتى 150 م / ث ، وقطعة من أي مادة صلبة تزن 20 جم ، تطير بسرعة 100 م / ث ، مع "نجاح" ضرب ، يقتل الرجل السليم على الفور. صفيحة فولاذية أو بلاستيكية صلبة بسمك 2 مم ، تتحرك بسرعة 20 م / ث ، تقسمها إلى نصفين.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن معظم طواحين الهواء التي تزيد طاقتها عن 100 واط صاخبة جدًا. يولد الكثير منها تقلبات ضغط الهواء ذات التردد المنخفض للغاية (أقل من 16 هرتز) - الأشعة تحت الصوتية. الأشعة تحت الصوتية غير مسموعة ولكنها تضر بالصحة وتنتشر على نطاق واسع.

ملحوظة: في أواخر الثمانينيات ، كانت هناك فضيحة في الولايات المتحدة - كان لابد من إغلاق أكبر مزرعة رياح في البلاد في ذلك الوقت. أثبت الهنود من المحمية ، على بعد 200 كيلومتر من ميدان APU الخاص بها ، في المحكمة أن الاضطرابات الصحية التي زادت لديهم بشكل حاد بعد بدء تشغيل مزرعة الرياح كانت بسبب الأشعة تحت الصوتية.

للأسباب المذكورة أعلاه ، يُسمح بتركيب APU على مسافة لا تقل عن 5 ارتفاعات من أقرب المباني السكنية. في ساحات المنازل الخاصة ، من الممكن تركيب طواحين هواء للإنتاج الصناعي ، معتمدة بشكل مناسب. من المستحيل بشكل عام تركيب وحدات APU على الأسطح - أثناء تشغيلها ، حتى بالنسبة للأحمال منخفضة الطاقة ، تنشأ أحمال ميكانيكية متناوبة يمكن أن تسبب صدى لهيكل المبنى وتدميره.

ملحوظة: ارتفاع APU هو أعلى نقطة للقرص المسحوب (للدوارات ذات الشفرات) أو الشكل الهندسي (لوحدات APU العمودية ذات الدوار على العمود). إذا كان صاري APU أو محور الدوار بارزًا بشكل أكبر ، فسيتم حساب الارتفاع وفقًا لأعلى - القمة.

الرياح ، الديناميكا الهوائية ، KIEV

يخضع مولد الرياح محلي الصنع لقوانين الطبيعة نفسها التي يخضع لها المولّد المصنّع في المصنع والمحسوب على الكمبيوتر. ويحتاج الشخص الذي يعمل بنفسك إلى فهم أساسيات عمله جيدًا - في أغلب الأحيان لا يملك مواد فائقة الحداثة ومعدات تكنولوجية تحت تصرفه. الديناميكا الهوائية لوحدة APU صعبة للغاية ...

الرياح و KIEV

لحساب APUs التسلسلي للمصنع ، يسمى ب. نموذج الرياح الميكانيكية المسطحة. يعتمد على الافتراضات التالية:

• سرعة الرياح واتجاهها ثابتان داخل سطح الدوار الفعال.
• الهواء هو وسيط مستمر.
• يساوي السطح الفعال للعضو الدوار المنطقة المنجرفة.
• طاقة تدفق الهواء حركية بحتة.

في ظل هذه الظروف ، يتم حساب الطاقة القصوى لوحدة حجم الهواء وفقًا لمعادلة المدرسة ، بافتراض أن كثافة الهواء في الظروف العادية هي 1.29 كجم * مكعب. م عند سرعة رياح تبلغ 10 م / ث ، يحمل مكعب واحد من الهواء 65 جول ، ويمكن إزالة 650 وات من مربع واحد من السطح الفعال للدوار ، بكفاءة 100٪ لوحدة APU بأكملها. هذا نهج مبسط للغاية - يعلم الجميع أن الريح ليست متساوية تمامًا. ولكن يجب القيام بذلك لضمان تكرار المنتجات - وهو أمر شائع في التكنولوجيا.

لا ينبغي تجاهل النموذج المسطح ، فهو يعطي حدًا أدنى واضحًا من طاقة الرياح المتاحة. لكن الهواء ، أولاً ، قابل للضغط ، وثانيًا ، مائع جدًا (تبلغ اللزوجة الديناميكية 17.2 μPa * s فقط). هذا يعني أن التدفق يمكن أن يتدفق حول المنطقة المنجرفة ، مما يقلل من السطح الفعال و KIEV ، والذي غالبًا ما يتم ملاحظته. ولكن من حيث المبدأ ، يكون الوضع العكسي ممكنًا أيضًا: تتدفق الرياح إلى الدوار ثم تبين أن مساحة السطح الفعال أكبر من الجزء المنفلت ، وتكون KIEV أكبر من 1 بالنسبة للرياح المسطحة .

دعنا نعطي مثالين. الأول هو يخت ممتع ، ثقيل نوعًا ما ، يمكن لليخت أن يتحرك ليس فقط في مواجهة الريح ، ولكن أيضًا أسرع منه. الريح الخارجية تعني. الريح الظاهرة يجب أن تكون أسرع وإلا كيف ستسحب السفينة؟

والثاني هو كلاسيكي من تاريخ الطيران. في اختبارات MIG-19 ، تبين أن المعترض ، الذي كان أثقل طنًا من مقاتلة الخطوط الأمامية ، يتسارع بشكل أسرع. مع نفس المحركات في نفس هيكل الطائرة.

لم يعرف المنظرون ماذا يفكرون ، وشككوا بجدية في قانون الحفاظ على الطاقة. في النهاية ، اتضح أن النقطة كانت مخروط هدية الرادار البارزة من مدخل الهواء. من إصبع قدمه إلى الغلاف ، ظهر مانع تسرب الهواء ، كما لو كان يمزقه من الجانبين إلى ضواغط المحرك. منذ ذلك الحين ، أصبحت موجات الصدمة راسخة من الناحية النظرية باعتبارها مفيدة ، ويعزى أداء الطيران الرائع للطائرات الحديثة إلى حد كبير إلى استخدامها الماهر.

الديناميكا الهوائية

ينقسم تطور الديناميكا الهوائية عادة إلى عصرين - قبل إن.جي.جوكوفسكي وبعده. كان تقريره "حول الدوامات المرفقة" بتاريخ 15 نوفمبر 1905 بمثابة بداية لعصر جديد في مجال الطيران.

قبل جوكوفسكي ، طاروا على أشرعة مسطحة: كان يعتقد أن جزيئات التدفق القادم تعطي كل زخمها إلى الحافة الأمامية للجناح. جعل هذا من الممكن التخلص فورًا من كمية المتجه - لحظة الزخم - التي ولدت رياضيات غاضبة وغير تحليلية في أغلب الأحيان ، والانتقال إلى علاقات طاقة بحتة أكثر ملاءمة ، وفي النهاية الحصول على حقل الضغط المحسوب على المستوى الحامل ، يشبه إلى حد ما الحاضر.

مثل هذا النهج الآلي جعل من الممكن إنشاء أجهزة يمكنها ، على الأقل ، أن تطير في الهواء وتطير من مكان إلى آخر ، دون أن تتحطم بالضرورة على الأرض في مكان ما على طول الطريق. لكن الرغبة في زيادة السرعة والقدرة الاستيعابية وخصائص الطيران الأخرى كشفت أكثر فأكثر عن عيوب نظرية الديناميكا الهوائية الأصلية.

كانت فكرة جوكوفسكي على النحو التالي: يمر الهواء بمسار مختلف على طول الأسطح العلوية والسفلية للجناح. من حالة الاستمرارية المتوسطة (لا تتشكل فقاعات الفراغ في الهواء من تلقاء نفسها) ، يترتب على ذلك أن سرعات التدفقات العلوية والسفلية التي تنحدر من الحافة الخلفية يجب أن تختلف. بسبب لزوجة الهواء ، وإن كانت صغيرة ، ولكن محدودة ، يجب أن تتشكل الدوامة هناك بسبب الاختلاف في السرعات.

تدور الدوامة ، كما أن قانون الحفاظ على الزخم ، غير قابل للتغيير مثل قانون حفظ الطاقة ، صالح أيضًا للكميات المتجهة ، أي يجب أن تأخذ في الاعتبار اتجاه الحركة. لذلك ، على الفور ، على الحافة الخلفية ، يجب أن تتشكل دوامة دوارة معاكسة لها نفس عزم الدوران. لماذا؟ بسبب الطاقة التي يولدها المحرك.

بالنسبة لممارسة الطيران ، كان هذا يعني حدوث ثورة: باختيار المظهر الجانبي المناسب للجناح ، كان من الممكن إطلاق دوامة ملحقة حول الجناح على شكل دوران Г ، مما يزيد من رفعه. وهذا يعني ، من خلال إنفاق جزء ، وللسرعات العالية وأحمال الأجنحة - جزء كبير من قوة المحرك ، يمكنك إنشاء تدفق هواء حول الجهاز ، مما يتيح لك تحقيق جودة طيران أفضل.

هذا جعل الطيران ، وليس جزءًا من علم الطيران: الآن يمكن للطائرة أن تخلق البيئة اللازمة للرحلة ولم تعد لعبة للتيارات الهوائية. كل ما تحتاجه هو محرك أقوى وأكثر قوة ...

مرة أخرى KIEV

لكن الطاحونة لا تحتوي على محرك. هو ، على العكس من ذلك ، يجب أن يأخذ الطاقة من الريح ويعطيها للمستهلكين. وها هو يخرج - سحب ساقيه ، علق ذيله. لقد تركوا القليل جدًا من طاقة الرياح في دوران الدوار الخاص - سيكون ضعيفًا ، وستكون قوة دفع الشفرة صغيرة ، وستكون KIEV والطاقة منخفضة. دعونا نعطي الكثير للدوران - سوف يدور الدوار مثل الجنون في وضع الخمول في الرياح الخفيفة ، لكن المستهلكين يحصلون مرة أخرى على القليل: لقد أعطوا القليل من الحمل ، وتباطأ الدوار ، وانفجرت الرياح عن الدوران ، وتوقف الدوار.

يعطي قانون الحفاظ على الطاقة "الوسط الذهبي" في المنتصف فقط: نعطي 50٪ من الطاقة للحمل ، وبالنسبة لـ 50٪ المتبقية نقوم بلف التدفق إلى المستوى الأمثل. تؤكد الممارسة الافتراضات: إذا كانت كفاءة مروحة سحب جيدة 75-80 ٪ ، فإن KIEV لدوار ذو ريش محسوب أيضًا بعناية وينفخ في نفق هوائي يصل إلى 38-40 ٪ ، أي ما يصل إلى نصف ما يمكن تحقيقه مع وجود فائض من الطاقة.

الحداثة

اليوم ، الديناميكا الهوائية ، مسلحة بالرياضيات الحديثة وأجهزة الكمبيوتر ، تبتعد بشكل متزايد عن النماذج المبسطة لا محالة إلى وصف دقيق لسلوك الجسم الحقيقي في تدفق حقيقي. وهنا ، بالإضافة إلى الخط العام - القوة والقوة والقوة مرة أخرى! - تم اكتشاف طرق جانبية ولكنها واعدة بكمية محدودة من الطاقة تدخل النظام.

ابتكر الطيار البديل الشهير بول ماكريدي طائرة في الثمانينيات ، بمحركين من منشار الجنزير 16 حصان. عرض 360 كم / ساعة. علاوة على ذلك ، كان هيكلها عبارة عن دراجة ثلاثية العجلات غير قابلة للسحب ، وكانت العجلات بدون إنسيابية. لم تعمل أي من آلات ماكريدي على الخط ولم تقف في مهمة قتالية ، لكن اثنتين - واحدة بمحركات مكبسية ومراوح ، والأخرى نفاثة - دارت حول العالم لأول مرة في التاريخ دون أن تهبط في محطة وقود واحدة.

كما تأثرت الأشرعة التي أدت إلى ظهور الجناح الأصلي بشكل كبير بتطور النظرية. سمحت الديناميكا الهوائية "الحية" لليخوت برياح تبلغ 8 عقدة. الوقوف على القارب المحلق (انظر الشكل) ؛ لتفريق مثل هذا الهيكل إلى السرعة المطلوبة باستخدام المروحة ، يلزم محرك لا يقل عن 100 حصان. تسير قوارب السباق التي تحمل نفس الرياح بسرعة حوالي 30 عقدة. (55 كم / ساعة).

هناك أيضًا اكتشافات غير تافهة تمامًا. عشاق الرياضة الأكثر ندرة والأكثر تطرفًا - القفز الأساسي - يرتدون بذلة خاصة بجناحين ، بذلة مجنحة ، يطيرون بدون محرك ، يناورون بسرعة تزيد عن 200 كم / ساعة (الشكل على اليمين) ، ثم يهبطون بسلاسة في مكان محدد مسبقا. في أي حكاية خرافية يطير الناس بمفردهم؟

تم أيضًا حل العديد من أسرار الطبيعة ؛ على وجه الخصوص ، رحلة خنفساء. وفقًا للديناميكا الهوائية الكلاسيكية ، فهي غير قادرة على الطيران. تمامًا مثل سلف الطائرة F-117 "الشبح" بجناحها الماسي ، فهي أيضًا غير قادرة على الطيران. و MIG-29 و Su-27 ، اللذان يمكنهما الطيران أولاً لبعض الوقت ، لا يتناسبان مع أي أفكار على الإطلاق.

ولماذا ، إذن ، عند التعامل مع توربينات الرياح ، ليست متعة وليست أداة للتدمير من نوعها ، ولكنها مصدر لمورد حيوي ، من الضروري أن نرقص من نظرية التدفقات الضعيفة بنموذجها المتمثل في ريح مسطحة؟ هل حقا لا توجد طريقة للذهاب أبعد من ذلك؟

ماذا تتوقع من الكلاسيكية؟

ومع ذلك ، لا ينبغي التخلي عن الكلاسيكيات بأي حال من الأحوال. إنه يوفر أساسًا دون الاعتماد عليه لا يمكن للمرء أن يرتقي إليه. مثلما لا تلغي نظرية المجموعات جدول الضرب ، والديناميكا اللونية الكمومية لا تجعل التفاح يطير من الأشجار.

إذن ، ما الذي تتوقعه من النهج الكلاسيكي؟ لنلق نظرة على الصورة. اليسار - أنواع الدوارات ؛ يتم تصويرهم بشكل مشروط. 1 - دائري عمودي ، 2 - عمودي متعامد (توربينات الرياح) ؛ 2-5 - دوارات ذات شفرات بعدد مختلف من الشفرات مع ملفات تعريف محسّنة.

على يمين المحور الأفقي توجد السرعة النسبية للدوار ، أي نسبة السرعة الخطية للشفرة إلى سرعة الرياح. عموديا لأعلى - KIEV. وهبوط - مرة أخرى ، عزم الدوران النسبي. يعتبر عزم الدوران الفردي (100٪) هو الذي يخلق دوارًا متباطئًا بالقوة في التدفق بنسبة 100٪ KIEV ، أي عندما يتم تحويل كل طاقة التدفق إلى قوة دورانية.

يتيح لنا هذا النهج استخلاص استنتاجات بعيدة المدى. على سبيل المثال ، يجب اختيار عدد الشفرات ليس فقط وليس كثيرًا وفقًا لسرعة الدوران المطلوبة: 3 و 4 شفرات تفقد على الفور الكثير من حيث KIEV وعزم الدوران مقارنة بـ 2 و 6 شفرات تعمل بشكل جيد في نفس نطاق السرعة تقريبًا. وللمتعامد الدائري والمتعامد المتشابه ظاهريًا خصائص مختلفة اختلافًا جوهريًا.

بشكل عام ، يجب إعطاء الأفضلية للدوارات ذات الشفرات ، إلا في الحالات التي تتطلب رخصًا شديدًا ، وبساطة ، وبدءًا ذاتيًا بدون صيانة بدون أتمتة ، ومن المستحيل تسلق الصاري.

ملحوظة: سنتحدث عن الدوارات الشراعية على وجه الخصوص - لا يبدو أنها تتناسب مع الكلاسيكيات.

خطوط عمودية

تتمتع وحدات APU ذات المحور الرأسي للدوران بميزة لا يمكن إنكارها للحياة اليومية: حيث تتركز مكوناتها التي تتطلب صيانة في الأسفل ولا توجد حاجة لرفعها. لا يزال هناك ، وحتى ذلك الحين ليس دائمًا ، محمل دفع ذاتي المحاذاة ، لكنه قوي ودائم. لذلك ، عند تصميم مولد رياح بسيط ، يجب أن يبدأ اختيار الخيارات بالأعمدة. يتم عرض أنواعها الرئيسية في الشكل.

شمس

في الموضع الأول - الأبسط ، وغالبًا ما يطلق عليه دوار سافونيوس. في الواقع ، تم اختراعه في عام 1924 في الاتحاد السوفياتي بواسطة Ya. A. و A. لكن إدخال الاختراع في القدر يعني الكثير ، لذلك ، من أجل عدم إثارة الماضي وعدم إزعاج رماد الموتى ، سنطلق على هذه الطاحونة اسم دوار فورونين سافونيوس ، أو باختصار ، شمس.

VS for-do-it-yourselfer مفيد للجميع ، باستثناء KIEV "القاطرة" بنسبة 10-18٪. ومع ذلك ، تم القيام بالكثير من العمل في الاتحاد السوفياتي ، وهناك تطورات. أدناه سننظر في تصميم محسّن ، ليس أكثر تعقيدًا ، ولكن وفقًا لـ KIEV ، فإنه يعطي احتمالات للشفرات.

ملحوظة: لا يدور BC ذو الشفرتين ، ولكنه ينفض ؛ الشفرات الأربعة أكثر سلاسة قليلاً ، لكنها تفقد الكثير في KIEV. لتحسين 4- "حوض" غالبًا ما ينتشر على طابقين - زوج من الشفرات في الأسفل ، وزوج آخر ، استدار بزاوية 90 درجة أفقيًا ، فوقهما. يتم الحفاظ على KIEV ، وتضعف الأحمال الجانبية على الميكانيكا ، لكن الانحناء يزيد إلى حد ما ، ومع رياح تزيد عن 25 م / ث ، يكون لمثل APU عمود ، أي دون تحمل يمتد من قبل الرجال فوق الدوار ، "يكسر البرج".

داريا

التالي هو دوار داريا. KIEV - حتى 20٪. إنه أبسط: الشفرات مصنوعة من شريط مرن بسيط بدون أي ملف تعريف. لم يتم تطوير نظرية دوار داريوس بشكل جيد بعد. من الواضح فقط أنه يبدأ في الاسترخاء بسبب الاختلاف في المقاومة الديناميكية الهوائية للسنام وجيب الحزام ، ثم يصبح مثل الجيب عالي السرعة ، ويشكل دورانه الخاص.

إن عزم الدوران صغير ، وفي مواضع بدء الجزء المتحرك موازية وعمودية مع الريح ، لا يوجد شيء من هذا القبيل على الإطلاق ، لذا فإن الترويج الذاتي ممكن فقط مع عدد فردي من الشفرات (الأجنحة؟).

يحتوي دوار Darrieus على نوعين من الصفات السيئة الأخرى. أولاً ، أثناء الدوران ، يصف متجه الدفع للشفرة ثورة كاملة بالنسبة لتركيزها الديناميكي الهوائي ، وليس بسلاسة ، ولكن بشكل متقلب. لذلك ، فإن دوار Darrieus يكسر ميكانيكا بسرعة حتى مع ريح مسطحة.

ثانيًا ، داريا لا تصدر ضوضاء فحسب ، بل تصرخ وتصرخ لدرجة أن الشريط قد تمزق. هذا بسبب اهتزازه. وكلما زاد عدد الشفرات ، كان الزئير أقوى. لذلك ، إذا تم تصنيع داريا ، فهي ذات شفرتين ، مصنوعة من مواد عالية القوة لامتصاص الصوت (كربون ، مايلر) ، وتستخدم طائرة صغيرة للغزل في منتصف عمود الصاري.

متعامد

في نقاط البيع. 3 - الدوار المتعامد الرأسي ذو الشفرات الجانبية. متعامد لأن الأجنحة تبرز عموديًا. الانتقال من BC إلى المتعامد موضح في الشكل. غادر.

يمكن أن تكون زاوية تثبيت الشفرات بالنسبة إلى ظل الدائرة ، التي تلامس البؤر الديناميكية الهوائية للأجنحة ، إما موجبة (في الشكل) أو سالبة ، وفقًا لقوة الرياح. في بعض الأحيان ، يتم تدوير الشفرات وتوضع مصدات الرياح عليها ، وتمسك الألفا تلقائيًا ، ولكن غالبًا ما تنكسر هذه الهياكل.

يسمح لك الجسم المركزي (باللون الأزرق في الشكل) بإحضار KIEV إلى ما يقرب من 50٪. في متعامد ثلاثي الشفرات ، يجب أن يكون على شكل مثلث في القسم مع جوانب محدبة قليلاً وزوايا دائرية ، مع أكبر عدد الشفرات ، اسطوانة بسيطة كافية. لكن نظرية المتعامد تعطي العدد الأمثل للشفرات بشكل لا لبس فيه: يجب أن يكون هناك 3 منها بالضبط.

متعامد يشير إلى طواحين الهواء عالية السرعة مع OSS ، أي يتطلب بالضرورة ترقية أثناء التكليف وبعد الهدوء. وفقًا للمخطط المتعامد ، يتم إنتاج وحدات APU التسلسلية الخالية من الصيانة بقوة تصل إلى 20 كيلو وات.

هيليكويد

الدوار الحلزوني ، أو الدوار Gorlov (المفتاح 4) - نوع من المتعامد الذي يوفر دورانًا موحدًا ؛ المتعامد مع الأجنحة المستقيمة "تمزق" أضعف قليلاً من الطائرة ذات الشفرتين. إن ثني الشفرات على طول الحلزوني يمنع فقدان KIEV بسبب انحناءها. على الرغم من أن الشفرة المنحنية ترفض جزءًا من التدفق دون استخدامه ، فإنها تقوم أيضًا بقطع جزء في المنطقة ذات أعلى سرعة خطية ، لتعويض الخسائر. يتم استخدام الهليكويدات في كثير من الأحيان أقل من طواحين الهواء الأخرى ، لأن. نظرًا لتعقيد التصنيع ، فقد تبين أنها أغلى من نظيراتها ذات الجودة المتساوية.

برميل برميل

لمدة 5 نقاط. - دوار من النوع BC محاط بمروحة توجيه ؛ يظهر مخططها في الشكل. على اليمين. نادرًا ما توجد في التصميم الصناعي ، tk. إن حيازة الأراضي الباهظة الثمن لا تعوض عن الزيادة في السعة ، كما أن استهلاك المواد وتعقيد الإنتاج مرتفعان. لكن الشخص الذي يخاف من العمل لم يعد سيدًا ، بل أصبح مستهلكًا ، وإذا لم تكن هناك حاجة إلى أكثر من 0.5-1.5 كيلو واط ، فإن "برميل برميل" يعتبر أمرًا شهيًا:

• هذا النوع من الدوار آمن تمامًا وصامت ولا يصدر اهتزازات ويمكن تثبيته في أي مكان ، حتى في الملعب.
• ثني "حوض" المجلفن ولحام إطار الأنابيب - فالعمل هراء.
• الدوران منتظم تمامًا ، ويمكن أخذ الأجزاء الميكانيكية من الأرخص أو من سلة المهملات.
• لا تخاف من الأعاصير - فالرياح القوية جدًا لا يمكنها أن تدفع نحو "البرميل" ؛ يظهر حوله شرنقة دوامة مبسطة (سنظل نواجه هذا التأثير).
• والأهم من ذلك ، نظرًا لأن سطح "الخطاف" أكبر بعدة مرات من سطح الجزء الدوار بداخله ، يمكن أن تكون KIEV فائقة الوحدة ، ويكون عزم الدوران عند 3 م / ث عند "برميل" يبلغ قطره ثلاثة أمتار أن مولد 1 كيلو واط مع حمولة قصوى ، حيث يقال إنه من الأفضل عدم النفض.

فيديو: مولد الرياح لينز

في الستينيات في الاتحاد السوفياتي ، حصل E. S. Biryukov على براءة اختراع APU دائري مع KIEV بنسبة 46 ٪. بعد ذلك بقليل ، حقق V. Blinov 58 ٪ من التصميم على نفس مبدأ KIEV ، لكن لا توجد بيانات حول اختباراته. وأجرى طاقم مجلة Inventor and Rationalizer اختبارات واسعة النطاق للقوات المسلحة لبيريوكوف. دوّار من طابقين يبلغ قطره 0.75 مترًا وارتفاعه 2 متر ، مع رياح جديدة ، يدور مولدًا غير متزامن 1.2 كيلو واط بكامل طاقته وصمد أمام 30 مترًا / ثانية دون انكسار. تظهر رسومات APU Biryukov في الشكل.

1. السطح الدوار المجلفن
2. محامل كروية صف مزدوجة ذاتية المحاذاة ؛
3. أكفان - كابل فولاذي 5 مم ؛
4. عمود المحور - أنبوب فولاذي بسمك جدار 1.5-2.5 مم ؛
5. أذرع التحكم في السرعة الهوائية ؛
6. شفرات التحكم في السرعة - 3-4 مم من الخشب الرقائقي أو البلاستيك ؛
7. قضبان التحكم في السرعة
8. تحميل وحدة التحكم في السرعة ، وزنه يحدد السرعة ؛
9. محرك البكرة - عجلة دراجة بدون إطار مع حجرة ؛
10. محمل الدفع - محمل الدفع ؛
11. بكرة مدفوعة - بكرة مولد عادية ؛
12. مولد كهرباء.

تلقى بيريوكوف العديد من شهادات حقوق النشر لوحدة APU الخاصة به. أولاً ، انتبه إلى قسم الدوار. عند التسارع ، فإنها تعمل مثل الشمس ، مما يخلق عزم دوران كبير. أثناء الدوران ، يتم إنشاء وسادة دوامة في الجيوب الخارجية للشفرات. من وجهة نظر الريح ، تصبح الشفرات ملفوفة ويتحول الدوار إلى متعامد عالي السرعة ، مع تغيير المظهر الافتراضي وفقًا لقوة الرياح.

ثانيًا ، تعمل القناة المحددة بين الشفرات في نطاق سرعة التشغيل كجسم مركزي. إذا زادت الرياح ، فسيتم أيضًا إنشاء وسادة دوامة فيها ، والتي تتجاوز الدوار. يوجد نفس الشرنقة الدوامة الموجودة حول APU مع ريشة التوجيه. الطاقة اللازمة لإنشائها مأخوذة من الريح ، ولم تعد كافية لكسر طاحونة الهواء.

ثالثًا ، تم تصميم جهاز التحكم في السرعة بشكل أساسي للتوربين. إنه يحافظ على سرعتها القصوى من وجهة نظر KIEV. ويتم توفير التردد الأمثل لدوران المولد من خلال اختيار نسبة التروس للميكانيكيين.

ملاحظة: بعد المنشورات في IR لعام 1965 ، اختفت القوات المسلحة لبيريوكوف في طي النسيان. ولم ينتظر صاحب البلاغ رداً من السلطات. مصير العديد من الاختراعات السوفيتية. يقولون إن بعض اليابانيين أصبحوا مليارديرًا من خلال قراءة المجلات التقنية الشعبية السوفيتية بانتظام وتسجيل براءات الاختراع لكل شيء يستحق الاهتمام.

لوباتنيكي

كما قلت ، وفقًا للكلاسيكيات ، فإن التوربينات الريحية الأفقية ذات الدوار ذو الشفرات هي الأفضل. لكنه يحتاج أولاً إلى رياح مستقرة متوسطة القوة على الأقل. ثانيًا ، تصميم "افعلها بنفسك" محفوف بالكثير من المزالق ، ولهذا السبب غالبًا ما تضيء ثمرة العمل الشاق الطويل المرحاض أو الرواق أو الشرفة في أحسن الأحوال ، أو حتى يتضح أنها قادرة فقط على الاسترخاء. .

حسب المخططات في الشكل. النظر بمزيد من التفصيل ؛ المناصب:

• تين. أ:

1. شفرات الدوار
2. مولد كهرباء؛
3. إطار المولد
4. ريشة واقية للطقس (مجرفة إعصار) ؛
5. المجمع الحالي
6. الهيكل.
7. عقدة دوارة
8. ريشة الطقس العاملة
9. سارية؛
10. المشبك لأكفان.

• تين. ب ، منظر علوي:

1. ريشة واقية للطقس
2. ريشة الطقس العاملة
3. الرياح الواقية ريشة الربيع منظم التوتر.

• تين. G ، المجمع الحالي:

1. جامع مع إطارات حلقة نحاسية مستمرة ؛
2. فرش نحاسية-جرافيت محملة بنابض.

ملحوظة: الحماية من الإعصار للشفرة الأفقية التي يزيد قطرها عن 1 متر ضرورية للغاية ، لأن. إنه غير قادر على صنع شرنقة دوامة حول نفسه. بأحجام أصغر ، من الممكن تحقيق قدرة تحمل للدوار تصل إلى 30 م / ث باستخدام شفرات البروبيلين.

إذن ، أين ننتظر "العثرة"؟

ريش

إن توقع تحقيق طاقة على عمود المولد بأكثر من 150-200 واط على شفرات من أي مدى ، وقطع من أنبوب بلاستيكي سميك الجدران ، كما يُنصح غالبًا ، هو أمل أحد الهواة اليائسين. سيكون للشفرة من الأنبوب (ما لم تكن سميكة جدًا بحيث يتم استخدامها ببساطة فارغة) شكل جانبي مقطعي ، أي سيكون الجزء العلوي منه ، أو كلا السطحين أقواس دائرة.

الملامح المقطعية مناسبة للوسائط غير القابلة للضغط ، مثل القوارب المعلقة أو شفرات المروحة. بالنسبة للغازات ، هناك حاجة إلى شفرة ذات مقطع جانبي متغير ودرجة صوت ، على سبيل المثال ، انظر الشكل. تمتد - 2 متر سيكون هذا منتجًا معقدًا ويستغرق وقتًا طويلاً ويتطلب حسابات مضنية بنظرية كاملة ، والنفخ في الأنابيب والاختبارات الميدانية.

مولد كهرباء

عندما يتم تثبيت الدوار مباشرة على عمود الدوران ، فإن المحمل القياسي سينكسر قريبًا - لا يوجد حمل متساوٍ على جميع الشفرات في طواحين الهواء. نحتاج إلى عمود وسيط مع محمل دعم خاص وناقل ميكانيكي منه إلى المولد. بالنسبة لطواحين الهواء الكبيرة ، يتم أخذ محمل مزدوج الصف ذاتي المحاذاة ؛ في أفضل الموديلات - ثلاث طبقات ، التين. د في الشكل. أعلى. هذا لا يسمح لعمود الدوار بالانحناء قليلاً فحسب ، بل يتحرك أيضًا قليلاً من جانب إلى آخر أو لأعلى ولأسفل.

ملحوظة: استغرق الأمر حوالي 30 عامًا لتطوير محمل دعم لنوع EuroWind APU.

ريشة الطقس في حالات الطوارئ

يظهر مبدأ عملها في الشكل. ب- تشتد الرياح وتضغط على الجرافة ويمتد الزنبرك ويلتوي الدوار وتنخفض سرعته ويصبح في النهاية موازيًا للتيار. يبدو أن كل شيء على ما يرام ، ولكن - كان سلسًا على الورق ...

في يوم عاصف ، حاول أن تمسك غطاء الماء المغلي أو وعاء كبير بالمقبض الموازي للريح. فقط كن حذرًا - يمكن لقطعة الحديد المملوءة أن تضرب علم الفراسة بحيث تكسر الأنف ، وتقطع الشفة ، بل وتضرب العين.

تحدث الرياح المسطحة فقط في الحسابات النظرية وبدقة كافية للممارسة في أنفاق الرياح. في الواقع ، تشوه طواحين الهواء مع مجرفة الإعصار أكثر من تلك التي لا حول لها ولا قوة. ومع ذلك ، من الأفضل تغيير الشفرات الملتوية بدلاً من تكرار كل شيء مرة أخرى. في البيئات الصناعية ، إنها قصة مختلفة. هناك ، درجة صوت الشفرات ، لكل منها على حدة ، تراقب وتنظم الأتمتة تحت سيطرة الكمبيوتر الموجود على اللوحة. وهي مصنوعة من مركبات شديدة التحمل ، وليس من أنابيب المياه.

المجمع الحالي

هذه عقدة يتم صيانتها بانتظام. يعرف أي مهندس طاقة أن المجمع الذي يحتوي على فرش يحتاج إلى التنظيف والتشحيم والتعديل. والصاري من أنبوب ماء. لن تتسلق ، مرة كل شهر أو شهرين سوف تضطر إلى رمي الطاحونة بالكامل على الأرض ثم رفعها مرة أخرى. إلى متى سيستمر من مثل هذا "المنع"؟

فيديو: مولد رياح ذات نصل + لوحة شمسية لتزويد الكوخ بالتيار الكهربائي

ميني ومايكرو

ولكن مع انخفاض حجم الشفرة ، تقل الصعوبة مع مربع قطر العجلة. من الممكن بالفعل تصنيع وحدة APU ذات شفرات أفقية من تلقاء نفسها بطاقة تصل إلى 100 وات. 6 شفرات ستكون الأمثل. مع المزيد من الشفرات ، سيكون قطر الدوار ، المصمم لنفس القوة ، أصغر ، ولكن سيكون من الصعب تثبيتها بإحكام على المحور. يمكن تجاهل الدوارات التي تحتوي على أقل من 6 شفرات: تحتاج الشفرة ذات الشفرتين 100 واط إلى دوار يبلغ قطره 6.34 مترًا ، بينما تحتاج الشفرة ذات 4 شفرات من نفس الطاقة إلى 4.5 متر. للحصول على 6 شفرات ، فإن العلاقة بين قطر الطاقة يتم التعبير عنها على النحو التالي:

• 10 واط - 1.16 م.
• 20 واط - 1.64 م.
• 30 واط - 2 م.
• 40 واط - 2.32 م.
• 50 واط - 2.6 م.
• 60 واط - 2.84 م.
• 70 واط - 3.08 م.
• 80 واط - 3.28 م.
• 90 واط - 3.48 م.
• 100 واط - 3.68 م.
• 300 واط - 6.34 م.

سيكون من الأفضل الاعتماد على قوة 10-20 واط. أولاً ، لن تتحمل الشفرة البلاستيكية التي يزيد امتدادها عن 0.8 متر رياح تزيد عن 20 م / ث بدون تدابير حماية إضافية. ثانيًا ، مع وجود شفرة تصل إلى 0.8 متر ، لن تتجاوز السرعة الخطية لنهاياتها سرعة الرياح بأكثر من ثلاث مرات ، ويتم تقليل متطلبات التنميط مع الالتواء بأوامر من حيث الحجم ؛ هنا "الحوض الصغير" مع ملف تعريف مجزأ من الأنبوب سيعمل بالفعل بشكل مرضٍ تمامًا ، pos. ب في الشكل. وستوفر 10-20 واط الطاقة للجهاز اللوحي ، أو إعادة شحن الهاتف الذكي أو تضيء لمبة إضاءة مدبرة المنزل.

بعد ذلك ، اختر مولدًا. المحرك الصيني مثالي - محور عجلات للدراجات الكهربائية ، نقاط البيع. 1 في الشكل. تبلغ قوتها كمحرك 200-300 واط ، ولكنها في وضع المولد ستعطي ما يصل إلى حوالي 100 واط. ولكن هل يناسبنا من حيث حجم المبيعات؟

عامل السرعة z لـ 6 شفرات هو 3. معادلة حساب سرعة الدوران تحت الحمل هي N = v / l * z * 60 ، حيث N هي سرعة الدوران ، 1 / ​​min ، v هي سرعة الرياح ، و ل هو محيط الدوار. بامتداد شفرة 0.8 متر ورياح 5 م / ث ، نحصل على 72 دورة في الدقيقة ؛ بسرعة 20 م / ث - 288 دورة في الدقيقة. تدور عجلة الدراجة أيضًا بنفس السرعة تقريبًا ، لذلك سنزيل 10-20 واط من المولد الذي يمكن أن يعطي 100. يمكنك وضع الدوار مباشرة على العمود الخاص به.

ولكن هنا تبرز المشكلة التالية: بعد أن أنفقنا الكثير من العمل والمال ، على الأقل بالنسبة للسيارات ، حصلنا على ... لعبة! ما هو 10-20 ، حسنًا ، 50 واط؟ ولا يمكن صنع طاحونة هوائية ذات نصل يمكنها تشغيل جهاز تلفزيون على الأقل في المنزل. هل من الممكن شراء مولد رياح صغير جاهز ولن يكلف أقل؟ لا يزال ممكنًا ، وحتى أرخص ، انظر نقاط البيع. 4 و 5. بالإضافة إلى ذلك ، سيكون أيضًا متحركًا. ضعه على الجذع - واستخدمه.

الخيار الثاني هو إذا كان هناك محرك متدرج في مكان ما من محرك قديم بحجم 5 أو 8 بوصات ، أو من محرك ورقي أو عربة طابعة نفث الحبر أو طابعة نقطية غير صالحة للاستعمال. يمكن أن يعمل كمولد ، وربط دوار دائري من العلب (مفتاح 6) به أسهل من تجميع هيكل مثل ذلك الموضح في نقاط البيع. 3.

بشكل عام ، وفقًا لـ "الشفرات" ، الاستنتاج لا لبس فيه: مصنوع في المنزل - بدلاً من ذلك من أجل جعل قلب المرء محتوى قلبه ، ولكن ليس لكفاءة طاقة حقيقية على المدى الطويل.

فيديو: أبسط مولد للرياح لإضاءة داشا

المراكب الشراعية

يُعرف مولد الرياح الشراعية منذ فترة طويلة ، لكن الألواح اللينة لشفراته (انظر الشكل) بدأت تصنع مع ظهور الأقمشة والأغشية الاصطناعية عالية القوة المقاومة للتآكل. يتم توزيع طواحين الهواء متعددة الشفرات المزودة بأشرعة صلبة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم كمحرك للمضخات الأوتوماتيكية منخفضة الطاقة ، ولكن بياناتها الفنية أقل حتى من بيانات الدوارات.

ومع ذلك ، يبدو أن الشراع الناعم مثل جناح الطاحونة لم يكن بهذه البساطة. لا يتعلق الأمر بمقاومة الرياح (لا يحد المصنعون من الحد الأقصى لسرعة الرياح المسموح بها): يعرف رجال اليخوت والمراكب الشراعية بالفعل أنه يكاد يكون من المستحيل أن تكسر الرياح لوحة شراع برمودا. وبدلاً من ذلك ، فإن الصفيحة ستمزق ، أو تنكسر الصاري ، أو أن الوعاء بأكمله سوف يقوم بـ "منعطف مفرط". يتعلق الأمر بالطاقة.

لسوء الحظ ، لا يمكن العثور على بيانات اختبار دقيقة. بناءً على ملاحظات المستخدمين ، كان من الممكن تجميع تبعيات "اصطناعية" لتوربينات الرياح من صنع تاجانروج VEU-4.380 / 220.50 بقطر عجلة الرياح 5 أمتار ، ووزن رأس الرياح 160 كجم وسرعة دوران تصل إلى 40 1 دقيقة؛ تظهر في الشكل.

بالطبع ، لا يمكن أن يكون هناك ضمانات للموثوقية بنسبة 100٪ ، ولكن مع ذلك فمن الواضح أنه لا توجد رائحة لنموذج ميكانيكي مسطح هنا. لا يمكن بأي حال من الأحوال أن تعطي عجلة طولها 5 أمتار في حالة رياح مسطحة تبلغ 3 م / ث حوالي 1 كيلو وات ، عند 7 م / ث لتصل إلى هضبة في السلطة ثم تحافظ عليها حتى هبوب عاصفة شديدة. بالمناسبة ، يعلن المصنعون أنه يمكن الحصول على 4 كيلو واط عند 3 م / ث ، ولكن عند تثبيتها من قبلهم وفقًا لنتائج دراسات علم الهواء المحلية.

لم يتم العثور على النظرية الكمية ؛ تفسيرات المطورين غير مفهومة. ومع ذلك ، نظرًا لأن الناس يشترون توربينات تاغانروج الهوائية ، وهم يعملون ، فلا يزال من المفترض أن يكون الدوران المخروطي وتأثير الدفع ليسا خيالين. على أي حال ، فهي ممكنة.

ثم اتضح أنه قبل الدوار ، وفقًا لقانون الحفاظ على الزخم ، يجب أن تنشأ أيضًا دوامة مخروطية ، ولكنها تتمدد وتتباطأ. ومثل هذا القمع سيوجه الريح إلى الدوار ، وسيصبح سطحه الفعال أكثر انجرافًا ، وستكون KIEV أكثر من الوحدة.

يمكن للقياسات الميدانية لمجال الضغط أمام الدوار ، على الأقل باستخدام اللاسائلي المنزلي ، أن تلقي الضوء على هذا السؤال. إذا اتضح أنه أعلى من الجانب إلى الجانب ، فعندئذٍ ، تعمل وحدات APU الشراعية بالفعل مثل ذباب الخنفساء.

مولد محلي الصنع

مما سبق ، من الواضح أنه من الأفضل لأصحاب الأعمال اليدوية أن يتخذوا إما المراكب العمودية أو المراكب الشراعية. لكن كلاهما بطيء للغاية ، والانتقال إلى مولد عالي السرعة هو عمل إضافي وتكاليف وخسائر إضافية. هل من الممكن صنع مولد كهربائي فعال منخفض السرعة بنفسك؟

نعم ، يمكنك ، على مغناطيس سبيكة النيوبيوم ، ما يسمى ب. مغناطيس كبير. تظهر عملية تصنيع الأجزاء الرئيسية في الشكل. الملفات - كل من 55 لفة من الأسلاك النحاسية 1 مم في عزل المينا عالي القوة المقاوم للحرارة ، PEMM ، PETV ، إلخ. ارتفاع اللفات 9 ملم.

لاحظ مجرى المفاتيح في نصفي الدوار. يجب أن يتم ترتيبها بحيث تتلاقى المغناطيسات (يتم لصقها بالدائرة المغناطيسية بالإيبوكسي أو الأكريليك) بعد التجميع مع أقطاب متقابلة. يجب أن تكون "الفطائر" (الدوائر المغناطيسية) مصنوعة من مغناطيس حديدي ناعم مغناطيسيًا ؛ سوف يفعل الفولاذ الهيكلي العادي. سمك "الفطائر" 6 مم على الأقل.

من الأفضل في الواقع شراء مغناطيس بفتحة المحور وتشديده بالمسامير ؛ تنجذب المغناطيسات الفائقة بقوة رهيبة. لنفس السبب ، يتم وضع فاصل أسطواني بارتفاع 12 مم على العمود بين "الفطائر".

يتم توصيل اللفات التي تشكل أقسام الجزء الثابت وفقًا للمخططات الموضحة أيضًا في الشكل. لا ينبغي شد الأطراف الملحومة ، ولكن يجب أن تشكل حلقات ، وإلا فإن الإيبوكسي ، الذي سيتم ملؤه بالجزء الثابت ، يمكن أن يكسر الأسلاك عندما يتصلب.

يتم صب الجزء الثابت في القالب بسمك 10 مم. ليس من الضروري التمركز والتوازن ، فالجزء الثابت لا يدور. الفجوة بين العضو الدوار والجزء الثابت 1 مم على كل جانب. يجب تثبيت الجزء الثابت في مبيت المولد بإحكام ليس فقط من الإزاحة على طول المحور ، ولكن أيضًا من الدوران ؛ سوف يسحبه المجال المغناطيسي القوي مع وجود تيار في الحمل.

فيديو: مولد طاحونة تفعل ذلك بنفسك

خاتمة

وماذا لدينا في النهاية؟ يُفسر الاهتمام بـ "الشفرات" بمظهرها المذهل أكثر من الأداء الفعلي في الأداء محلي الصنع وبطاقة منخفضة. ستوفر وحدة APU الدوارة ذاتية الصنع الطاقة "الاحتياطية" لشحن بطارية السيارة أو تشغيل منزل صغير.

ولكن مع الإبحار APUs ، يجب أن يقوم المعلمون ذوو الوريد الإبداعي بالتجربة ، خاصة في نسخة مصغرة ، مع عجلة يبلغ قطرها 1-2 متر. إذا كانت افتراضات المطورين صحيحة ، فسيكون من الممكن إزالة كل 200-300 واط من هذا باستخدام محرك المولد الصيني الموصوف أعلاه.

قال أندريه:

شكرًا لك على استشارتك المجانية ... والأسعار "من الشركات" ليست باهظة الثمن حقًا ، وأعتقد أن الحرفيين من المناطق النائية سيكونون قادرين على صنع مولدات مثل مولداتك. ويمكن طلب بطاريات Li-po من الصين ، العواكس في تشيليابينسك جيدة جدًا (مع جيب ناعم) والأشرعة أو الشفرات أو الدوارات هي سبب آخر لهروب أفكار رجالنا الروس الماهرين.

قال إيفان:

سؤال:
بالنسبة لطواحين الهواء ذات المحور الرأسي (الموضع 1) وإصدار "لينز" ، من الممكن إضافة تفاصيل إضافية - دفاعة تتعرض للرياح وتغطي الجانب غير المجدي منها (باتجاه الريح). أي أن الرياح لن تبطئ النصل ، لكن هذه "الشاشة". ضبط اتجاه الريح مع وجود "ذيل" خلف الطاحونة نفسها أسفل وفوق الشفرات (النتوءات). قرأت المقال وولدت فكرة.

بالنقر فوق الزر "إضافة تعليق" ، أوافق على الموقع.

المشكلة الوحيدة التي تحلها مولدات الرياح من نوع الشراع هي سرعة الرياح المنخفضة. بفضل تصميمه الخاص ، يتفاعل مولد الرياح الشراعية حتى مع أدنى نفس للرياح ، بدءًا من سرعة 1 م / ث. وبطبيعة الحال ، فإن هذه الميزة الفريدة لها تأثير إيجابي فقط على الإنتاجية والكفاءة العالية لتوربينات الرياح هذه.

مولد الشفرة له عيب كبير - فهو يتطلب رياحًا قوية أو معتدلة القوة للتشغيل الفعال. بالنسبة لمولدات هيكل الشراع ، لا يهم الآن المكان الذي تم تثبيته فيه أو الارتفاع. هذه المزايا التي لا يمكن إنكارها تجعل من الممكن توليد الكهرباء في أي مكان في العالم تقريبًا.

مزايا:

• الحد الأدنى لسرعة الرياح المسموح بها هو 0.5 م / ث ؛
• استجابة فورية لتدفق الهواء ؛
• شفرات خفيفة لجهاز الإبحار ، مما يخفف الوزن الإجمالي للهيكل ؛
• تقليل مخاطر التلف بسبب مرور حمل الرياح على مولد الرياح الشراعية ؛
• قابلية عالية للصيانة أثناء العملية ؛
• إمكانية الوصول إلى المواد ، على عكس البلاستيك المركب ؛
• القدرة على بناء الهيكل بأكمله بأيديكم ؛
• مجموعة متنوعة من التصميمات (الرأسية والأفقية) ؛
• لا يوجد تدخل لاسلكي أثناء التشغيل ؛
• سلامة كاملة للإنسان والبيئة ؛
• سهولة التركيب والاكتناز.
• القدرة على توفير الكهرباء للمنزل كله والأجهزة الموجودة فيه.

هناك عيب واحد فقط - فقدان الميزة في الرياح القوية جدا.

كيفة تختار

حتى الآن ، هناك مجموعة كبيرة من توربينات الرياح من نوع الشراع. نوع الهيكل وقوته ووزنه - كل هذا يؤثر على التشغيل والكهرباء المولدة ، مما يعني أنه يجب مراعاة هذه المعلمات عند الاختيار.

تركيب طاحونة الهواء "Vetrolov"

من المهم بنفس القدر أن تكون قادرًا على فهم ثلاثة مكونات:

1. الدوار. يؤثر قطر الدوار على الأداء ، ويعتمد بدوره على سرعة الدوران وأبعاد الدوار بأكمله.
2. وزن الأجزاء الكلية والفردية. ليست هناك حاجة إلى وزن كبير ، ولكن من الضروري أن يكون التثبيت بأكمله متينًا لتحقيق قدر أكبر من الاستقرار.
3. شفرات. يجب أن تتمتع الشفرات بخصائص ديناميكية هوائية معينة ، وأن يتم تصنيعها بشكل موثوق ، لأنهم هم من يتعرضون لأكبر قدر من الحمل.

موقع التثبيت

تحتوي توربينات الرياح الشراعية على ميزة إضافية لا جدال فيها - يمكن تثبيتها في أي مكان يمكن الوصول إليه تقريبًا أو أقل. ومع ذلك ، سيكون من الأفضل التأكد من أن الموقع بعيد عن الأشياء الكبيرة قدر الإمكان. المباني والأشجار - كل هذا لا يعيق تدفق الكتل الهوائية فحسب ، بل يخلق اضطرابات غير ضرورية في هذه الحالة. يمكن تجنب الاضطراب الناتج عن الأجسام الغريبة عن طريق وضع الهيكل بأكمله على برج مبني مسبقًا. يجب أن يكون ارتفاعه أعلى بالقرب من المبنى الموجود.

قوانين الديناميكا الهوائية هي أنه باستخدام نصف طاقة الرياح ، يمكنك الحصول على 1/8 فقط من طاقتها. والعكس صحيح - من خلال التقاط أقصى تدفق ممكن ، يمكنك الحصول على طاقة أكثر بثماني مرات. يجب أيضًا أخذ فارق بسيط واحد في الاعتبار - وجهة النظر من جانب القانون.

تنص تشريعات معظم البلدان على غرامات مع الاستيلاء اللاحق على طاحونة هوائية من أي نوع (بما في ذلك مولد الهواء) إذا تجاوزت سعتها القاعدة. قد يختلف السعر حسب البلد والمنطقة. لذلك ، من الأفضل دراسة القانون من أجل عدم الوقوع في موقف سخيف - لتحمل تكاليف التثبيت ، ثم أيضًا في شكل عقاب من الدولة.

ما هي الأصناف

1. نوع سافونيوس. تدور أسطوانتان أو أكثر حول محور. ميزة: دوران مستمر ، بغض النظر عن اتجاه الرياح. العيب: كفاءة منخفضة.
2. نوع متعامد. الشفرات موازية للمحور وعلى مسافة منه. الفائدة: مزيد من الكفاءة. العيب: تولد ضوضاء أثناء التشغيل.
3. نوع داريا. اثنين أو أكثر من العصابات المسطحة على شكل قوس. ميزة: ضوضاء منخفضة ، تكلفة منخفضة. العيب: يتطلب نظام بدء للبدء.
4. نوع Helicoid. توجد عدة شفرات (عادة ثلاثة) بعيدة عن المحور ولها ميل. ميزة: التصميم أكثر دواما. العيب: تكلفة عالية.
5. نوع متعدد الشفرات. صفان من الشفرات حول المحور. ميزة: أداء عالي جدا. العيب: ضوضاء أثناء التشغيل.

الأهم من ذلك ، القوة

إذا قررت إنشاء مزرعة رياح من نوع الشراع ، فستحتاج على الأقل إلى حساب مقدار الطاقة التي ستوفرها تقريبًا. هناك صيغة عالمية تتيح لك القيام بذلك:

الطاقة (كيلوواط) = كثافة الهواء (كجم / م 3) * نصف قطر منطقة الشفرة (م 2) * سرعة الرياح (م / ث) * 3.14

مبدأ تشغيل الطاحونة

نأخذ في الاعتبار:

1. تتغير كثافة الهواء مع ارتفاع درجة الحرارة وانخفاضها. على سبيل المثال ، في الصيف تبلغ كثافة الهواء حوالي 1.1 كجم / م 3 وفي الشتاء 1.2-1.4 كجم / م 3.
2. سرعة الرياح متغيرة.
3. تؤدي زيادة نصف قطر الشفرة إلى زيادة القدرة بشكل متناسب.

محطة تم شراؤها أو محطة افعلها بنفسك - على أي حال ، يعد هذا توفيرًا في المستقبل. لقد تحول العالم الحديث منذ فترة طويلة ، والآن حان دورنا.

بيئة الاستهلاك العلوم والتكنولوجيا: يمكن القول أن طاحونة الإبحار هي واحدة من أبسط طواحين الهواء ، ولكنها في نفس الوقت واحدة من أكثر طواحين الهواء الحالية كفاءة. لا يمكن أن تكون KIEV لطاحونة الإبحار أعلى من 20٪ حتى من الناحية النظرية.

كانت البشرية تستخدم الأشرعة منذ زمن سحيق ، لآلاف السنين. بشكل عام ، ما دامت تتذكر. عندما لم يكن لديهم أي فكرة عن الديناميكا الهوائية. لكن طواحين الهواء كانت تدور بالفعل وكانت القوارب تبحر بالفعل. صحيح ، في تلك الأيام كانوا يستخدمون عادة أشرعة مسطحة. في العصور الوسطى ، تم اختراع أشرعة أكثر تقدمًا ، مما أدى على الفور إلى قفزة حادة في تطوير الملاحة ، ونتيجة لذلك ، تم اكتشاف أكثر الاكتشافات الجغرافية شهرة. ولكن حتى الآن ، يستمر الشراع في الخدمة وسيخدم الناس ما دامت الرياح تهب.

يجب أن تفهم شكل طاحونة الإبحار من الصور. بدون الخوض في براري الديناميكا الهوائية ، يمكننا القول أن طاحونة الإبحار هي واحدة من أبسط طواحين الهواء ، ولكنها في نفس الوقت واحدة من أكثر طواحين الهواء فاعلية في الوجود. لا يمكن أن تكون KIEV لطاحونة الإبحار أعلى من 20٪ حتى من الناحية النظرية. هذا يعني أنك ستحصل على 1/5 فقط من قوة تدفق الرياح التي تضرب شفرات طاحونة الشراع. على سبيل المثال ، إذا هبت الرياح بسرعة 5 م / ث ، وكان قطر الطاحونة 5 أمتار ، فإن قوة تدفق الرياح ستكون تقريبًا. 1500 واط. يمكنك حقًا أن تقلع 300 واط فقط من طاحونة هوائية (في أحسن الأحوال). وهذا من مبنى طوله خمسة أمتار!

لحسن الحظ ، فقط KIEV منخفض (معاملاستخدام طاقة الرياح) عيوب طاحونة الإبحار محدودة. ثم هناك الجدارة.

طاحونة الإبحار هي أبطأ طاحونة هوائية. نادرا ما تقترب سرعته من 2 ، وعادة ما تكون في النطاق من 1 إلى 1.5. وكل ذلك بسبب الديناميكا الهوائية الوحشية.

من ناحية أخرى ، تعد طاحونة الإبحار من أكثر طواحين الهواء حساسية. إنه يعمل من أسفل نطاق سرعة الرياح ، بدءًا من الهدوء حرفياً ، من مترين إلى مترين في الثانية. وهذا عامل مهم في ظروف وسط روسيا ، حيث نادراً ما تتجاوز الرياح 3-5 أمتار في الثانية. هنا ، حيث تغلب طواحين الهواء الأسرع على الدلاء ، فإن الطاحونة الشراعية ستعطي شيئًا على الأقل. على الرغم من أن روسيا ، كما تعلم على الأرجح ، ليست مشهورة بطواحين الهواء ، فهذه ليست هولندا الساحلية والرياح لا تنغمس فينا. ولكن كان هناك الكثير من الطواحين المائية.

ميزة أخرى لطاحونة الإبحار هي البساطة المذهلة لتصميمها. رمح الطاحونة ، على المحامل ، بالطبع ، على العمود - المحور. يتم توصيل "الصواري" بالمحور ، عادةً من 8 إلى 24. ومن الصواري تخرج أشرعة مائلة من مادة رقيقة متينة ، عادة ما تكون اصطناعية. يتم تثبيت الجزء الآخر من الشراع بألواح تعمل كمنظم لزاوية الشراع وكحماية من العواصف. أولئك. أبسط معدات الإبحار ، أبسط من أبسط يخت.

إن بساطة التصميم هذه هي التي لا تسمح بإرسال طاحونة شراعية إلى أرشيف الإنجازات التقنية للبشرية. بالنسبة لنسخة طوارئ محمولة وقابلة للنقل والتخييم ، فإن طاحونة الإبحار هي تصميم لائق إلى حد ما. عند تجميعها ، فهي عبارة عن طرد لا يزيد حجمه عن خيمة. الأشرعة مطوية ، الصواري مطوية. حتى طاحونة الإبحار التي يبلغ طولها مترين في رياح تبلغ سرعتها 5 أمتار / ثانية ستعطي 25-40 واطًا من الطاقة المناسبة ، وهي أكثر من كافية لشحن البطاريات ومعدات الاتصال والملاحة ، وهي كافية لنظام إضاءة بسيط مزود بمصابيح LED قوية .

تشير القوة المنخفضة ، بحكم التعريف ، لطاحونة الإبحار إلى استخدام محرك متدرج بقوة مماثلة (30-40 واط) كمولد. كما أنه لا يحتاج إلى سرعات عالية ، 200-300 في الدقيقة كافية. وهو ما يتوافق تمامًا مع سرعة الطاحونة. بعد كل شيء ، بسرعة 1.5 ، ستنتج 200 دورة بالفعل مع رياح تبلغ 4-5 أمتار في الثانية. باستخدام محرك متدرج جاهز ، فإنك بذلك تنقذ نفسك من متاعب خطيرة لتصنيع مولد كهربائي. نظرًا لوجود علبة تروس أو مضاعف في البداية ، فمن السهل تنسيق سرعة طاحونة الإبحار والمولد.

إذا قمت بعمل بديل بأشرعة صلبة (أشرعة بلاستيكية) ، فسيكون من الممكن زيادة السرعة قليلاً ، وإن كان ذلك على حساب بعض الانخفاض في الحركة. عند تفكيكها ، سوف تشغل الطاحونة مساحة أكبر.

لذلك ، إذا كانت طموحاتك في تسخير الرياح لعربتك تقتصر على قوة بضع عشرات من الواط لشحن البطاريات الصغيرة والمتوسطة الحجم (حتى 100 أمبير) ، وتنظيم الإضاءة البسيطة باستخدام عاكس يصل إلى 220 فولت و المصابيح الموفرة للطاقة ، فإن طاحونة الإبحار خيار جيد للغاية. سيكون ، على الرغم من أنه ليس الأكثر كفاءة من حيث استخدام طاقة الرياح ، ولكنه خيار ذو ميزانية كبيرة وسريع الاسترداد. ستمنحك طاحونة هوائية بطول 2-3 متر ما يصل إلى 1 كيلو واط من الطاقة يوميًا.

باعتبارها طاحونة هوائية للتخييم ، ستكون طاحونة الإبحار أرخص من أرخص مولد بنزين وستدفع تكاليفها في البداية.

تم بناء طواحين الإبحار الثابتة في البداية بشكل كبير على وجه التحديد بسبب انخفاض مستوى KIEV. بقطر لا يقل عن 5-6 أمتار ، وإلا فلا جدوى. ستنتج طاحونة الهواء هذه بالفعل ما يصل إلى 2-3 كيلو واط من الطاقة يوميًا. وباستخدامها الحكيم ، يمكن تحويلها إلى 3-5 كيلو واط من طاقة الإضاءة (على سبيل المثال ، لإضاءة دفيئة أو دفيئة). وعند استخدام المضخة الحرارية - 5-6 كيلو واط من الطاقة الحرارية ، مما سيسمح بتدفئة منزل حديقة صغير بمساحة 20-30 مترًا مربعًا. متر وجدية توفير الوقود.

لذلك ، تظل طاحونة الإبحار ، على الرغم من تصميمها القديم ، طريقة لاستخدام الرياح التي لا تزال تستحق الاهتمام. خاصة في منطقة الرياح الضعيفة.

لا يزيد الحد الأعلى لسرعة الرياح العاملة لطاحونة الإبحار عن 10-12 مترًا في الثانية. ومن ثم أكثر طواحين الهواء موثوقية. لذلك ، عند تصميم طاحونة إبحار ، يجب أخذ الحماية من العواصف على محمل الجد. على سبيل المثال ، لعمل صواري "تكسير" ، بناءً على تصميم هوائي Kulikov ، أو لابتكار جهاز لراحة الملاءات لتحويل الأشرعة إلى أعلام ، أو لطي الصواري بمساعدة كابلات التمديد ، إلخ. نشرت