Lenz2 szélturbina: 12 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:44

Ez az oktatóanyag megmutatja, hogyan lehet Lenz2 szélturbinát építeni a ház körül lévő anyagokból. A dizájnt Ed Lenz fejlesztette ki és tesztelte a Windstuffnow.com webhelyről: https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htmA Lenz2 VAWT (Vertical Axix Wind Turbine) 4 láb magas és 3 láb átmérőjű. Ez alapvetően Savonius stílusú turbina, de azzal a finomítással, hogy a három szárny úgy van kialakítva, hogy emelésre is alkalmas legyen, vagy könnycseppük miatt. A fenti linken Lenz leírja, hogyan helyezett el egy ananométert a turbinába, és megmutatta, hogy a szélsebesség a szárnyak szilárd része mellett haladt. Ez a turbina hatékonyabb, mint egy tiszta Savonius, mivel egyszerre nyújtotta a húzást és az emelést. A tervezés során az átmérőt körülbelül 18 hüvelykre, a magasságot pedig 21 hüvelykre csökkentettem. (Utólag 18 centiméteres magasságot kellett volna beállítanom, hogy a középső tengely több szabadon legyen mindkét végén a szerelés rugalmassága érdekében.) A kéznél lévő anyagokat tudtam használni a turbina építéséhez. Amikor 15 mérföld / órás szélben teszteltem, olyan jól működött, hogy féltem abbahagyni, mert féltem, hogy megsérülök. Az egyetlen hátránya annak, amit gyártottam, az, hogy úgy tűnt, nagyon kevés áramot termel. Ez nem a turbina kialakításának köszönhető, hanem az egyenáramú motor természetének köszönhetően, amelyhez rögzítettem. Ebben az oktatóanyagban a hangsúly a turbina megépítésén lesz. A tervezésért és néhány utasításért teljes elismerést Ed Lenz kap. [Megjegyzés: Mivel ezt az utasítást közzétették, többet megtudtam a szárnyak alakításáról. Az ebben az utasításban szereplő lenz2 konstrukciós részletei továbbra is fennállnak, de a szárny méreteit a 2. lépésben le kell cserélni az újonnan beillesztett 3. lépésben megadottakkal.]

Lépés: Szükséges anyagok

Az alábbiakban felsoroljuk a szükséges anyagokat. Cserélje ki az alternatívákat szabadon, ha úgy gondolja, hogy működni fognak. Anyagok Rétegelt lemez (negyed vagy fél hüvelyk) Acélpánt, lyukakkal (más alternatívák is lehetségesek) Anyák és csavarok 24 hüvelykes teljes menetű rúd (fél hüvelyk átmérőjű). 5 hüvelykes anyák, amelyek illeszkednek az althread rúdhoz (kb. 6 db) Tetővillantás, vékony fémlemez vagy akár valamilyen rugalmas műanyag 9 darab fűrészáru,.5 "x 1" x 18 "Hardver a turbina felszereléséhez (ezt meg kell terveznie) Eszközök Fúró- és fúrófejek Ón snipsJigsawWrenches

2. lépés: Vágja ki a szárnyvégrészeket

[Megjegyzés: A szárny kialakítása ebben a lépésben nem nyújtja a legjobb emelést. Kérjük, nézze meg a 3. lépést a jobb kialakítás érdekében. Ebből kiderül, hogy a szárny oldalai nem szimmetrikusak. A 3. lépésben eljárást adunk a szárny méretezésére is a lenz2 átmérője alapján. (hozzáadva 2008. június 1.). '' '] A könnycseppek a szárnyak aerodinamikai alakját biztosítják. Három szárnyat fog építeni, így 6 végdarabra lesz szüksége. Az általam használt méret fele volt az Ed Lenz által leírt végdaraboknak. Alapvetően fagylaltkúpoknak néznek ki. Javaslom, hogy vágjon ki egy karton sablont, és rajzoljon róla hat képet fél hüvelykes rétegelt lemezre. A rajzolás módja a következő: 1. Vágjon ki egy téglalapot 3,5 x 7,5 hüvelykes kartonból 2. Rajzoljon középvonalat a hosszú tengely mentén3. Jelölje ki ezt a vonalat 1,75 "-es vonallal az egyik végétől (nevezzük ezt a felső végének). 4. Rajzoljon egy vízszintes vonalat a jelzésen keresztül az oldalsó élekig úgy, hogy az 90 ° -ban metszi a függőleges vonalat. iránytű, rajzoljon egy 1,75 "-os félkört a jel felső oldalára. A két oldalsó élt és a felső peremet metszenie kell.6. Innen, ahol a középvonal metszi az alsó széleket, húzzon vonalakat azokhoz a pontokhoz, ahol a félkör metszi az oldaléleket. 7. Vágja ki a sablont. A karton sablon segítségével rajzoljon hat képet a fél hüvelykes rétegelt lemezre. Fészkelheti őket úgy, hogy ne pazarolja a rétegelt lemezt. A végdarabok kirakásához használjon kirakós fűrészt.

3. lépés: Felülvizsgálat: a szárny alakjának megváltoztatása

Az ebben az utasításban bemutatott szárny eredeti alakja nem egészen a Lenz2 -hez közzétett terv szerint van. Miután konzultáltam Ed Lenz -szel, rájöttem arra a hibára, amelyet elkövettem a tervei értelmezésekor. Az új dizájnt ebben a lépésben mutatjuk be. Vegye figyelembe, hogy az "Angle A" feliratú szög 90 fok. Az A oldal derékszögben van a szárny lekerekített végének átmérőjével. Az eredeti tervben, amelyet ebben az oktatóanyagban mutattam be, a hegyek hegyes végét képező két egyenes hosszúságú volt, és az átmérőjű vonal szöge megegyezett. Ez a kúp szimmetrikus volt, míg az itt látható változásban a kúp nem szimmetrikus. Ha az A szöget 90 fokra állítjuk, akkor nagyobb lesz a szárny lendülete. Átméreteztem a kialakítást, hogy egy minigen generátort vezessek, amelyet a windstuffnow.com webhelyen értékesítettek (de már nem elérhető). A lenz2 gyártásának alapvető lépései továbbra is érvényesek. Alapvető számítás: Most már jobban értem, hogyan kell meghatározni a szárny méretét és arányait. Először határozza meg, mekkora lesz a lenz2 átmérője. Ennek legegyszerűbb módja annak eldöntése, hogy mekkora lesz a távolság a lenz2 középtengelyétől a szárny külső széléig. Ez lesz a lenz2 sugara. Megduplázza az átmérőt. Új konstrukciómban azt feltételeztem, hogy a lenz2 átmérője 16 hüvelyk lesz (vagyis a középtengelytől a szárny külső széléig mért távolság 8 hüvelyk lesz). határozza meg a szárny átmérőjét, szorozza meg a lenz átmérőjét2 -szer.1875. Példámban 16 hüvelyk *.1875 = 3,0 hüvelyk. A szárny hosszának meghatározásához szorozzuk meg a lenz átmérőjét2 -szer.4. Ebben az esetben 16 hüvelyk *.4 = 6,4 hüvelyk. Az A oldal hossza 6,4 mínusz 1,5 vagy 4,9 hüvelyk. Létre fogok hozni egy új utasítást, amely ezt a kialakítást tartalmazza egy minigengenerátort hajtó lenz2 -ben

4. lépés: Vágja ki a bordákat

Három bordával kell rendelkeznie, hogy összekapcsolja az egyes szárnyak két végét. Ezeknek a bordáknak a hosszát az határozza meg, hogy milyen magasra szeretné szárnyait. A 21 -ot választottam, mert azt hittem, hogy fel tudom szerelni a függőleges tengelyű fonalat.

A bordák.5 "mélyek és 1" szélesek és bármilyen hosszúságúak legyenek (a tervezésem szerint 21 "). A végdarabokban 5" x 1 "bevágásokat fogsz kivágni, ahol rögzíted a bordákat. Javaslom hogy az egyik borda végének végét egy papírlapon követi, amelyet sablonként használhat a végdarabok rajzolásához. Megmérheti a téglalapot, de követve biztos lehet benne, hogy a bevágások pont elég nagy lesz.

5. lépés: Készítse elő a végdarabokat

Használja a.5 "x 1" karton sablont a bordák bevágásához, és rajzoljon három bemetszést minden végdarabra. Két bevágás lesz az egyik oldalon és egy a másik oldalon.

A végdarab mindkét oldalán egy bevágás lesz a legszélesebb pontján. Mivel ez egy görbén lesz, győződjön meg arról, hogy a sablon mindkét oldalának teljes mélysége illeszkedik a végdarabhoz. Ez biztosítja, hogy a borda egy vonalban legyen a végdarab külső szélével. A végdarab egyik oldalán a hegyes vég közelében rajzoljon egy mintát, amely körülbelül egy hüvelyknyire van a ponttól. A téglalap párhuzamos lesz a ferde oldallal. A két bemetszéssel ellátott oldal a szárny hátsó oldala lesz (az az oldal, amely a turbina közepére néz.) Szúrófűrésszel vágja ki a bevágásokat.

6. lépés: Tervezze meg a szárnyszöget

Mindegyik szárny hegyes vége 9 fokkal visszafordul a turbina közepe felé, 9 fokkal lefelé, párhuzamosan a turbina középpontjával. Ezt a mérést Ed Lenz empirikusan meghatározta. Ezt a szöget választottam, és úgy tűnt, hogy a turbina jól működik. A szárnyak felszerelése után képes lesz beállítani a szöget, ha úgy érzi, hogy bizonyítani akarja önmagának.

Először fúrjon lyukat a végdarab kúpos részének közepébe. Ez lesz az a pont, ahol a függőleges és a vízszintes vonal találkozik. A furat mérete a csavar átmérője lesz, amellyel a középtengelytől vezető rúdhoz rögzíti. Valahol a végdarab hátsó szélének egyenes része mentén (a két bordás bevágással rendelkező oldal) húzzon egy vonalat a végdarabon, amely merőleges az oldalra. Onnan, ahol ez a vonal metszi a végdarab hátsó szélét, húzzon egy vonalat 9 fokkal jobbra a 90 fokos vonaltól (ez a lyukhoz közelebb eső oldalon lesz). Ez a vonal lesz az, amellyel a szárnyat a középtengelyhez kötő sáv egy vonalba kerül. Ha nincs szögmérője, a 8. lépésben talál egy linket, ahonnan letöltheti a szögmérő képet. Végezze el mind a hat végdarabot.

7. lépés: Szerelje össze a szárnykeretet

Az egyes szárnyak összeszereléséhez egy bordát kell illeszteni a megfelelő bevágásokba a felső és alsó végrészeken. Ügyeljen arra, hogy a borda ne nyúljon túl a felső és alsó részeken. Síkban kell lenniük.

Ha a borda a helyén van, fúrjon előre egyetlen lyukat a bordán keresztül és a rétegelt lemezbe. Csavarja be a bordát a helyére egy 1 -os facsavarral. Ezeket a bordákat opcionálisan a helyére is ragaszthatja, de ez nem szükséges, hacsak nem olyan turbinát épít, amelyet ténylegesen kint kíván használni az áramtermeléshez. Csatlakoztassa a másik két bordát a szárny.

8. lépés: Rögzítse a szárnyak bőrét

A szárny kerek részét és a hátsó oldalát (a két bordával ellátott oldalt) valamilyen bőr borítja. Úgy döntöttem, hogy alumínium burkolóanyagot használok, ami megmaradt. Lehet, hogy van másfajta anyaga, ami működhet.

A villogó tekercsem 6 hüvelyk széles volt. Felfedeztem, hogy ha két darab 6 "x 21" -es darabot vágok, lefedhetem az egyes szárnyak élét és hátulját. Az egyik bordát a bordáról a másikra tudtam rögzíteni az él szélén. Minden darabot néhány fém csavarral rögzítettem. Ezek egy része a bordákba, mások a rétegelt lemez végének szélébe kerültek. Ezután a szárny hátsó részéhez rögzítettem a második villogó darabot, be voltak csavarva a hátsó bordákba. Ez a villogó darab kissé átfedésben lehet azzal, amelyik az elülső él körül jár. Tedd ezt mind a három szárnynál. Most már készen áll arra, hogy a szárnyakat a középtengelyhez rögzítse.

9. lépés: Készítse elő a támaszokat és a középső lemezeket

A szárnyakat a középső tengelyhez (az egész szál rúdhoz) kell rögzíteni két rétegelt lemez és támaszték segítségével, amelyek összekötik ezeket a szárnyak tetejével és aljával. Vágjon két 8 hüvelykes kört fél hüvelykes rétegelt lemezből. Teljes körű szögmérőt használva (letöltöttem egyet a https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg-p.webp

10. lépés: Szerelje fel a szárnyakat a középső tengelyre

Csavarjon egy 5 hüvelykes anyát a tengely aljára (az egész menetes rúdra) úgy, hogy körülbelül 2,5 hüvelyknyire legyen a végétől. Csúsztassa fel az egyik rétegelt lemez korongját a tengely aljától oda, ahol találkozik az anyával. Ezután csavarjon fel egy másik anyát a rúdra, ahol találkozik a koronggal. Hajtsa a két anyát egymás felé úgy, hogy a korong szilárdan a tengelyen üljön.

Csatlakoztassa a második lemezt a tengely másik végéhez. Előfordulhat, hogy a tárcsák helyzetét úgy kell beállítani, hogy illeszkedjenek a szárnyak magasságához, és teret hagyjanak a tengely generátorhoz vagy más szerkezethez való rögzítéséhez. Vegye figyelembe, hogy nagyon kevés tengely tapad a középső lemez teteje fölé. Úgy döntöttem, hogy a szárnyakat 21 hüvelykesre tervezem egy 24 hüvelykes tengelyrúdon. Ez hiba volt. Utólag azt javaslom, hogy rövidítse le a szárnyakat, hogy sokkal több tengely lógjon ki az aljából és a tetejéből, hogy rugalmasan felszerelhesse az egész turbinát egy generátorhoz vagy más szerkezethez. Valószínűleg 18 hüvelykkel mennék. Most felszerelheti a szárnyakat. A szárny fedett oldalával a tengely felé nézzen, csavarja a támaszokat a végdarabokhoz. Ezek meglehetősen szorosak, de elég lazák a forgatáshoz. Most illessze be a felső támaszt a rajzolt 9 fokos vonallal, majd húzza meg a felső és alsó anyákat. Ez a szárnyakat a középtengely felé kellő szögben állítja be. Tegye ezt a másik két szárnnyal. A turbina készen áll a generátorra vagy más szerkezetre való felszerelésre.

11. lépés: Szerelje fel a Turbinát a generátorra

Valahogy fel kell szerelni a turbinát egy generátorra vagy esetleg valamilyen támogatási keretre, amely lehetővé teszi, hogy szabadon forogjon. Ebben a projektben egy 24 voltos egyenáramú motorhoz szereltem fel, amelyet egy akkumulátorral működő fűnyíróból mentettem. A motort a fűnyíró penge pörgetésére használták. A motor egyik végén plusz és mínusz ásócsatlakozók, a másik végén pedig tengely áll ki. Sajnos a tengely fél hüvelyk átmérőjű volt, finom cérnával. Ez nagyon megnehezíti a párosodást, mint egy allthread bár, fél hüvelyk durva szállal. A problémát úgy oldottam meg, hogy egy L alakú konzol csavarja a motor tengelyére. Aztán egy fémdarabot használtam, amelyet egy régi kormányműből mentettem meg. U alakú, oldalán lyukak vannak, felül pedig menetes lyuk. A menet egy fél hüvelykes durva menet, tökéletesen alkalmas az egész szál rögzítésére. Végül csavarja be az U alakú csatlakozót az L-konzolba. Vágtam egy lyukat egy rétegelt lemezbe, amely elég nagy ahhoz, hogy behelyezze a motort. Miután behelyeztem a motort a rétegelt lemezhez, lecsavartam. A turbina kipróbálásához az egész ügyet egy nehéz fadoboz tetejére helyeztem.

12. lépés: A turbina bemutatása

A videókból látható, hogy a turbina nagyon jól pörög a meglehetősen erős szélben. Becslésem szerint körülbelül 15 km / h volt. Annyira jól működött, hogy ideiglenesen hozzá kellett kötnem a turbinát a dobozhoz, hogy ne boruljon le. Jól látható, hogy nagyon gyorsan forog, de ugrál is. Ennek az az oka, hogy a turbina nem tökéletes a motorhoz. Enyhén elhasználódott, és ez soha nem javítható ezzel a beállítással. Termel áramot? Szomorú kimondani, nem sokat. A probléma a motor. Fogalmam sincs a motor kialakításáról. Észreveszi, hogy egy vezeték vezet a turbina felől a fényképből. Ez egy hosszabbító kábel, amelynek a hüvely végét levágták és a motorhoz rögzítették. Ezzel a beállítással be tudom helyezni a szondákat egy multiméterből a hüvely végébe. Kiderül, hogy alig generálok 1 voltot, miközben a turbina nagyon gyorsan működik. Ez az a pont, ahol egy másik projektet el kell kezdeni. Az interneten számos vita folyik arról, hogyan lehet saját generátort építeni. Lehetőség van a megfelelő típusú autógenerátor vagy valami mosógépből való használatára is. Ha nem a generátorra gondol, azt javaslom, hogy tesztelje a kézimunkát úgy, hogy a turbinát valamilyen szerkezetre szereli fel, ahol a szél elkapja. Ez lehet egy fa keret vagy valami PVC csőből készült. Így láthatja, hogy a tervezés működik -e, és módosítani kell -e a szárnyak szögét. Azt is megmérheti, hogy milyen szélsebességre van szüksége a turbinaforgatás elindításához. Ha érdekli, hogy mennyi az átlagos szél a környéken, keresse fel a webhelyemen található alkalmazást, amely lehetővé teszi a közelben lévő NOAA időjárásállomás kiválasztását és nézze meg a szél, a hőmérséklet és a nyomás ábráját az elmúlt 24 órában. Az alkalmazásom ezeket az adatokat ábrázolja, és táblázatban adja meg. Azt szeretné, hogy az átlagos szélsebesség az elmúlt 24 órában. Ha rendszeresen meglátogatja kedvenc helyét, tudomásul veszi, hogyan változik az átlag. A link a következő: