Újrahasznosítható anyagokból készült továbbfejlesztett elektrosztatikus turbina: 16 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Ez egy teljesen karcolásból készült, elektrosztatikus turbina (EST), amely a nagyfeszültségű egyenáramot (HVDC) nagy sebességű, forgó mozgássá alakítja. A projektemet a Jefimenko Corona Motor ihlette, amelyet a légkörből származó villamos energia táplál:

A turbinát a következő elemekből építették fel: műanyag csövek és ivószálak, nejlon távtartók, karton, fémlemezek összekötő és rögzítő hardverei, valamint a föld elektromos mezője helyett használt HVDC áramforrás. A turbina átlátszó műanyag házzal rendelkezik, amely csökkenti a véletlen HV érintkezés kockázatát, miközben lehetővé teszi a turbina belső nézetét az osztálytermi és tudományos bemutatókhoz. Amikor a turbinát sötét helyiségben üzemeltetik, a koronakibocsátás kísérteties, kék-ibolya fényt kelt, amely megvilágítja a ház belsejét. Az EST korábbi verziójának egymás melletti összehasonlítása a kisebb, letisztultabb profilt mutatja. Az építéshez egyszerű kéziszerszámokat és elektromos fúrót használtam. Vigyázat: Ez a projekt ózongázt termelhet, és megfelelő szellőzésű területeken kell üzemeltetni. Munkakesztyű használata ajánlott fémlemezekkel végzett munkánál, az éles élek miatt. Végül, a HVDC nem mindig felhasználóbarát, ezért ennek megfelelően járjon el!

1. lépés: Hogyan működik az EST-3?

Az EST 6 fóliaelektródával rendelkezik, borotvaéles szélekkel, amelyek körbeveszik a műanyag rotort. Három soros, forró elektróda található, amelyek feltöltött részecskéket helyeznek el a rotor felületén. A forró elektródák polaritásában váltakoznak 3 földelt rotorral (ebben az esetben: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). A forró elektródák a rotort hasonló töltésekkel permetezik, amelyeket az elektródák taszítanak, és a forgórészt forogni kezdik. Az indukciós folyamat során minden forró elektróda vonzza a rotor szegmenst, amelyet az előző földelő elektróda elektromosan semlegesített. A forgórész fémlemez hátlappal rendelkezik, hogy optimalizálja az elektromos tér gradiensét az egyes elektródák elülső éle és a rotor felülete között. A forró elektródák hatása a porlasztóra ionokat szórva a rotorra, földelő elektródákkal a tisztítási részleten lehetővé tette, hogy a terheletlen turbina elérje a 3 500 fordulat / perc értéket egy ipari minőségű ionizátor segítségével. A vázlat egy EST prototípust mutat 8 elektródával, ami nyomorúságos hiba volt a túlságosan egymáshoz helyezett elektródák közötti belső ív miatt.

Elvihető lecke: Győződjön meg róla, hogy az elektródák megfelelően szigeteltek és/vagy egymástól távol vannak, mielőtt nagy teljesítményű áramforrást használna; ellenkező esetben a turbina füstölgő forró rendetlenséggé válhat!

2. lépés: Keresse meg a ház és a rotor műanyag csöveit

Ezeket az akrilcsöveket egy helyi műanyagbolt hulladéktárolójában találtam. Ezekkel készítettem a turbinaházat és a rotort. A pontos méretek nem számítanak. Az egyik csőnek bele kell illeszkednie a másikba, több cm szabad térrel. A merev műanyag palackok, például a vitamintartályok, a felső és az alsó rész levágva is működnének.

3. lépés: Vágja ki az elektródákat egy pulyka serpenyőből

Hat elektródát vágtak le egy eldobott alumínium pulykasütő serpenyőből, ami egy vacsora partiján maradt. (Tipp az építéshez: Használjon serpenyőt egy nagy madár főzéséhez, a fém nehezebb és kevésbé hajlik meg.) Minden elektróda hosszát megközelítőleg a forgórész hosszával vágom le, miközben igyekszem nem összetörni a feltekercselt éleket.

4. lépés: Helyezze be az elektródatámasztó rudakat

Minden elektróda lyukán keresztül behelyeztem egy 8-32-es, menetes rúdszegmenst (illeszkedés pont volt !!). A szegmensek 3,0 cm -rel hosszabbak voltak, mint a turbinaház.

5. lépés: Lapítsa össze az elektródák vezető széleit

Hullámokat és horzsolásokat a fóliában sodrófával távolítottam el.

6. lépés: Vágja le és kerekítse le az elektróda széleit

Minden elektróda vezető széleit papírvágóval 1,0 cm -re vágtuk. A sarkokat hobbi reszelővel lekerekítették a korona szivárgás csökkentése érdekében.

7. lépés: Vágja le a tartólemezeket és a zárósapkákat a házhoz és a rotorhoz

Vágtam egy sor 6 karton korongot, hogy ház zárósapkákat készítsek; egy másik tárcsakészlet a rotor végsapkáihoz; és végül levágtam egy harmadik tárcsakészletet, hogy rögzítőlemezeket készítsek a csapágyakhoz.

8. lépés: Ellenőrizze a zárósapkákat, a rotort és a házat

A rotort és a ház zárósapkáit egy 1/4 hüvelyk átmérőjű, keményfa dübel fölé csúsztattam, amely a turbina tengelyeként szolgált. Később az építkezés során a dübelt akril rúdra fejlesztették a jobb megjelenés érdekében. Ellenőriztem a zárósapka elhelyezését és azt, hogy a forgórész koncentrikusan van -e elhelyezve a házban. (Tipp az építéshez: Tekerje a papírszalagot faragasztóval a lemezek köré, amíg szorosan nem illeszkednek a csövekbe.)

9. lépés: Fúrja újra a házak zárósapkáit a csapágyakhoz

Fa ragasztót használtam a ház és a rotor végsapkáinak összeszereléséhez. Ezután lyukakat fúrtak 60 ° -ra egymástól a ház végzárók külső kerülete mentén, hogy el tudják fogadni a menetes tartó rudakat. A második gyűrűt 120 fokban egymástól fúrták a külső gyűrű és a középpont között. Ennek megfelelő furatkészletet fúrtak a rögzítőlemezeken. Kezdetben kifúrtam a ház zárósapkáinak középpontjait, hogy fém csapágyakat fogadhassak. A szikrákat azonban az elektródák csúcsaiból merítették, miközben a turbina közeledett a teljes teljesítményhez. Találtam egy olyan megoldást, amely 1/4 hüvelykes azonosítójú, nem vezető nylon távtartókat tartalmaz csapágyként. Három 8-32 nylon csavarral rögzítettem őket a rögzítőlemezen. Volt némi gördülési ellenállás, amikor kézzel forgattam a rotort, de a turbina valószínűleg nem perzsel, és SHM -vé (füstölgő forró rendetlenség) nem alakul át.:> D

10. lépés: Fúrjon rögzítő lyukakat a házba

Két, 1/4 hüvelykes rögzítő lyukat fúrtam a házcső mindkét végén. A lyukak 1/4 hüvelykes nylon csavarokat fogadtak el záró alátétekkel és hatlapú anyákkal.

11. lépés: Csatlakoztassa a csatlakozó és támogató hardvert az elektródákhoz

Két gyűrűs csatlakozót csúsztattak minden földelő rúdra az ábrán látható módon. Gumi tömítéseket (3/16 azonosító) használtam kiállásként. Ezt az eljárást megismételtük a turbina villamosított végén. Mindent ideiglenesen rögzítettünk nylon makk anyákkal, hogy ellenőrizzék a megfelelő illeszkedést. (A rotort nem telepítették pont.)

12. lépés: A rotor összeszerelésének előkészítése

Kezdetben borítottam a rotorcsövet egy sörösdobozból kivágott fémlappal, majd spirálisan feltekercselt műanyag szalaggal a cső körül. Később, a turbina bekapcsolásakor nem sokkal később az elektródák belső íve kilyukasztotta a szalagot és tönkretette a rotort -!@#$, Egy másik pirított turbina! (Három defektív látható csillagfényként a gyenge fényviszonyok között). Jobb ötlet volt az eredeti szalag eltávolítása és a fémlemez vastagabb szigetelőanyaggal való bevonása, amely nagyobb dielektromos szilárdsággal rendelkezik. Én egy nagy teherbírású műanyag lapot használtam, amelyet egy kutyacsemegék csomagjából vágtak le, és ragasztószalaggal rögzítettem.

13. lépés: Szerelje be a rotor szerelvényt

Eltávolítottam a földelt végű hardvert a turbinából, és behelyeztem a kész rotort, amíg a tengely teljesen be nem csapódott a csapágyakba. A gyűrűs csatlakozókat 5:00 és 7:00 órakor adták hozzá a tápellátáshoz.

14. lépés: Javítsa és szigetelje az elektródákat

Nem valószínű, hogy a turbina megfelelően működne, ha a forgórész szerelése közben több vezető éle meghajlott. A munkám az volt, hogy szétszereltem a turbinát, majd támasztógerendaként mindegyik elektródához epoxi-kávés keverőpálcát ragasztottam. A rudakat med/finom csiszolópapírral készítették elő, majd ezüst festőtollal színezték. A támasztórudak szigetelésére 12 színkódolt szalmaszakaszt használtam (0,5 cm x 3,5 cm). Mindegyik szakasz átcsúszott egy tartórúdon, áthaladva a tömítő- és a zárósapka lyukain.

15. lépés: Szerelje vissza a Turbinát és állítsa be a hézagokat

Miután újra összeraktam a turbinát (újra!) És sorba kötöttem a forró és a földelt elektródákat, a bemeneti vezetékeket a kötőoszlopokhoz rögzítettem. A réstávolságokat úgy állítottuk be, hogy a makk anyáit minden rúd végén addig forgattuk, amíg az elülső élek a rotor felületétől 1 mm -en belül nem voltak. Kivágtam egy hüvelyt egy 1/4 hüvelykes azonosítójú "Big Gulp" szalmából, és átcsúsztattam a tengelyvégeken, hogy korlátozzam a rotor oldalirányú mozgását.

16. lépés: Tesztfuttatás

A turbina 13,5 kV -on zümmögött 1,0 mA -es húzással; a nagyobb potenciál ívet és áramkimaradást okozott. Itt van egy videó, amely bemutatja az EST nagy sebességű működését. Itt a második videó. Kövesse velünk a frissítéseket arról, hogy az EST mire képes!