Под гиком

Настройки, мастерская, хозяйство => Электричество => Тема начата: Илья МГУ от 12 Марта, 2009, 12:35:08

Название: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 12 Марта, 2009, 12:35:08
Данная ветка отпочковалась от раздела Моторы/Про мотокосилки. Я попросил модератора перенести сюда все сообщения, касающиеся гидротурбины, как не соответствующие основной теме ветки.

Я строю для лодки "Котоярви" гидротурбину. Это устройство, которое позволяет добывать электроэнергию из потока воды, походящего под мостом катамарана при его движении. Из различных вариантов компоновки (см. ссылку:   http://katera.ru/magazines/171/171_25_content.html     ) я выбрал "лодочный антимотор". В качестве генератора использован таковой от мотоцикла "ИЖ-Ю", представляющий собой трёхфазную синхронную машину с электромагнитным возбуждением, мощностью 140 Вт (макс. 280 Вт при 5000 мин-1). Изделие готово на 90%, использовать предполагается уже в этом году в полуторамесячном путешествии по Охотскому морю.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 12 Марта, 2009, 14:05:03
У меня такой винт нарисовался.Как мне видится, нет смысла гнаться за большим дисковым отношением. Широкие лопатки (меньшего удлинения) при малом удельном давлении проиграют в к.п.д.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 12 Марта, 2009, 15:45:30
А турбина - это в смысле типа гидротормоз, чтобы при движении под парусом не ехать слишком быстро? Или в базовом лагере  ставить плотину поперек ручья, и мини-ГЭС делать?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 12 Марта, 2009, 16:40:21
А турбина - это в смысле типа гидротормоз, чтобы при движении под парусом не ехать слишком быстро? Или в базовом лагере  ставить плотину поперек ручья, и мини-ГЭС делать?
Первый случай. Называется, лодочный антимотор.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 13 Марта, 2009, 05:24:35
Боюся, что дело не простое при отсутствии низкооборотного незалипающего генератора упомянутой мощности. А это страшный дефицитус. Винт малого шага будет иметь ничтожный пусковой момент (углы атаки при пуске близки к 90гр) и может затрудниться, пытаясь преодолеть сопр. редуктора с сальниками и залипание генератора.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ГШ от 13 Марта, 2009, 11:55:51
Илья, любопытно - какова оценка полезности устройства, при наличии на судне электрогенератора - уже. Допустим, так.
Вес девайса P.  Такой же вес бензина взятого вместо девайса позволит выработать на имеющемся генераторе столько-то Вт*ч электричества.
Девайс имеет смысл эксплуатировать только при парусном ходе, при скорости не менее ... км/ч, при этом с него можно снимать ... Вт.

Понятно что для длительной экспедиции штука необходима (и/или солнечная батарея/ветрогенератор).
Также понятно что для короткой - без толку возить лишний груз и тормозить ход.
Любопытно граница где, выше примерно какого числа ход. дней или км.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 13 Марта, 2009, 13:04:44
 ГШ поднял вопрос о целесообразности применения данного устройства.
Общие соображения (почему выбрана турбина) изложу попозже, ибо тема обсасывалась годами и тут потребуется целый трактат, а пока кину такую табличку (см.) рабочий режим, который я выбрал - 140 Вт на скорости ок. 11 км/ч. Зарядка начнётся примерно от 7 км/ч. При скорости менее 3-х узлов мы ходим на моторе (там 100Вт генератор). Таким образом, неперекрытый диапазон получается невелик.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ГШ от 13 Марта, 2009, 14:37:17
Из таблицы понятно что мощность это забираемая от потока/паруса, а что значит и почему мощность/2 ?
Неужели кпд до электричества 50%?  Тогда конечно ожидаемый результат очень достойный, для Котоярви снижение скорости будет небольшим а выдача 20-30 Вт уже на 7 км/ч это круто. солнечная батарея на такую мощность и здоровая и дорогая.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 13 Марта, 2009, 14:55:00
Неужели кпд до электричества 50%?

Примерно такой к.п.д. ожидается у винта. Около 15 Вт потеряется на трансмиссии. Таблица скорее для оценки, но реальность не сильно хуже.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Александр Хазацкий от 13 Марта, 2009, 15:57:54
Суперская вещь может получиться. Особенно, если уложиться в заявленные параметры.
Вот, например, первая попавшаяся турбина за 615 евро.
http://www.shop.solar-wind.co.uk/acatalog/aquagen_water_towed_turbines.html
У нее характеристики похуже.
Вру, вернее получше :) Наверно, похожие.
При 6 узлах, ток 8 ампера, тормозит с силой 30.
Это примерно 80Вт при 11 км/ч тормоз меньше 3 кг?
http://www.shop.solar-wind.co.uk/acatalog/Water_turbine_LVM_Aquagen_Generators_Brochure.pdf

Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 13 Марта, 2009, 16:17:28
Суперская вещь может получиться. Особенно, если уложиться в заявленные параметры.
Вот, например, первая попавшаяся турбина за 615 евро.
http://www.shop.solar-wind.co.uk/acatalog/aquagen_water_towed_turbines.html
У нее характеристики похуже.
При 4 узлах, ток 2 ампера, тормозит с силой 20
http://www.shop.solar-wind.co.uk/acatalog/Water_turbine_LVM_Aquagen_Generators_Brochure.pdf

Да, промышленные образцы я тоже изучил. Складывается впечатление, что эта категория оборудования до конца не разработана. Все турбины, которые я нашёл выглядят как заводские самоделки. На одну витрину с лебёдками "Харкен" их класть не захочется.
Характеристики из моей таблицы, это пока прикидки. Реальные характеристики будут другими. Их намереваюсь снять в мае на ММ при помощи Пеликана с Ветерком.
Название: Re: Почему гидротурбина, а не...
Отправлено: Илья МГУ от 16 Марта, 2009, 12:56:14
  Почему в качестве альтернативного источника энергоснабжения выбрана гидротурбина?

Есть и другие варианты. Самые распространённые - ветряк, солнечные батареи и бензогенератор.

1.Ветряк. Минимальный диаметр ротора, который вообще имеет смысл - 1.2 метра. В противном случае, установка будет полезна только в штормовую погоду, когда наличие на судне вращающейся мясорубки будет особенно трепать нервы. Ветряк весьма сложно устроен. Системы с тормозами требую серьёзного НИР при проектировании и сложны в изготовлении. Системы без тормозов предполагают высокотехнологичную конструкцию ротора (углепластик) и обладают большим недостатком: огромный гироскопический момент в свежую погоду. Последнее обстоятельство требует продуманной и очень просторной подвески ротора. В общем, ветряк требует много места. Для его установки на Котоярви потребовалось бы изготовить огромную консоль, выносящую ротор за пределы обитаемой зоны. И консоль эту надо делать весьма прочной, а значит - тяжёлой. Всё это вместе получается в вес лодочного мотора.
2. Солнечные батареи.
Есть у меня панель 300х400, 2 ампера. Брал её в единственное плавание, на Баренцево море. Для эффективного использования её перебрасывали с борта на борт, убирали на ночь, периодически пытались на неё сесть и т.д. При этом, свои 2 А она отдавала только в солнечную погоду, что являлось большой редкостью в условиях заполярья.В итоге, через неделю панель убрали и больше не доставали, перебиваясь генератором лодочного мотора.

И ветряк и солнечные батареи можно использовать, но только на лодках раза в 2 побольше Котоярви. Конечно, для зарядки мобильного телефона можно обойтись маленькой солнечной батареей. Но чтобы питать более серьёзные потребители (навигация, автопилот, свет в каюте и т.д.) потребуется огромная батарея, которую на маленькой лодке разместить невозможно.

3. Бензогенератор. Честно признаюсь, именно этот вариант был приоритетным многие годы.
У меня есть очень неплохой бензогенератор на базе автомобильного генератора и двигателя Робин-Субару (4-х такт.) Весит 7кг, вырабатывает 20 А постоянного тока. Заявленный ресурс двигателя - 2000 часов. Бензин только нюхает.
 Отказался от него по простой причине - шум. Вообще, не такой он и шумный. На крупной яхте его можно поставить подальше от каюты и вообще не выключать часами. Но на лодке, где от рубки до каюты не более 2-х метров это является серьёзной проблемой. Для полной зарядки севшего аккумулятора придётся потерпеть тарахтение движка в течении 6 часов! И это без соблюдения нормального режима зарядки, с большим ущербом для аккумулятора. В общем, на бензогенераторах тоже пришлось поставить крест.

 Турбина обладает только одним недостатком - тормозит ход. Так ли это серьёзно, покажет первое же плавание. Думаю, что мы даже не заметим разницы. Потеря скорости в пол-узла вряд ли скажется на графике прохождения маршрута. В большинстве случаев, просто потребуется выставить побольше парусов. Зато, с энергетикой проблем не будет, т.к. турбину на ходу можно вообще не вынимать. Подкупает то, что электричество вырабатывается именно в тот момент, когда оно особенно нужно - на ходу.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 16 Марта, 2009, 12:58:25
 В выходные провёл лабу по снятию характеристик генератора турбины. Вращал её за вал винта токарным станком. При этом измерял ток отдачи генератора и при помощи электронных весов мерил реакцию стойки (момент). Вынужден признать, прогноз по к.п.д. генератора был ранее излишне оптимистичным. Мощность в таблице (ранее предоставленной) надо делить не на 2, а на 4, т.к. к.п.д. на участке "вал-аккумулятор" получилось 43%. Т.е. всё хуже в 2 раза. Это влечёт за собой больший(ненамного) диаметр винта и большее сопротивление движению лодки. Потери не фатальные, буду продолжать. Вторая проблема - значительный нагрев генератора. Я запихнул в корпус генератора всю электронику (выпрямитель и регулятор). Придётся их выносить на отдельный радиатор за пределы кастрюли, т.к. кремниевые приборы выше 100 могут и накрыться. Винт пока предполагается диам. 185.
 Зато! обороты сильно ниже, чем я ожидал. А значит, можно поставить винт с достаточно большим шагом.
 Отношение H/D теперь не выходит за приемлемые рамки для гребных винтов.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Александр Хазацкий от 16 Марта, 2009, 15:44:53
Илья, а не прикидывал, можно сделать нечто подобное, без редуктора, с длинной горизонтальной штангой и каким-нибудь стандартным лодочным винтом и стандартным генератором?
Ну можно, в крайнем случае, применить еще два шкива с ремнем.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 16 Марта, 2009, 16:13:39
Илья, а не прикидывал, можно сделать нечто подобное, без редуктора, с длинной горизонтальной штангой и каким-нибудь стандартным лодочным винтом и стандартным генератором?
Ну можно, в крайнем случае, применить еще два шкива с ремнем.
Ну, совсем без редуктора вряд ли. Если только ротор генератора делать эдак см.30! Лучше найти мотор уже с редуктором.
Мотоциклетному генератору с салютовским редуктором была альтернатива - буксируемый в подводном положении генератор из винтовёрта. Там уже и редуктор планетарный есть (отличный!) и диаметром всё это получится в 60 мм. В станке его крутил, очень неплохую характеристику выдаёт. По весу можно сделать в 1-1.5 килограмма. Отказался от него из-за сомнеий в ресурсе. Подшипники там всё же пластмассовые. неизвестно, сколько протянет. Я просто хочу сделать так, чтобы никаких сомнеий не было в надёжности.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Михаил Хаджинов от 16 Марта, 2009, 18:35:08
Цитировать
1.Ветряк. Минимальный диаметр ротора, который вообще имеет смысл - 1.2 метра. В противном случае, установка будет полезна только в штормовую погоду, когда наличие на судне вращающейся мясорубки будет особенно трепать нервы. Ветряк весьма сложно устроен. Системы с тормозами требую серьёзного НИР при проектировании и сложны в изготовлении. Системы без тормозов предполагают высокотехнологичную конструкцию ротора (углепластик) и обладают большим недостатком: огромный гироскопический момент в свежую погоду. Последнее обстоятельство требует продуманной и очень просторной подвески ротора. В общем, ветряк требует много места. Для его установки на Котоярви потребовалось бы изготовить огромную консоль, выносящую ротор за пределы обитаемой зоны. И консоль эту надо делать весьма прочной, а значит - тяжёлой. Всё это вместе получается в вес лодочного мотора.

Ветряк может быть не только с описанным Вами ротором. Ротор можно изготовить в виде вертикальной картушки, насаженной на вертикально же стоящий вал, закрытый снаружи подвижным кожухом со щелью впереди и флюгером сзади. Флюгер предустанавливается таким образом, чтобы щель обтекателя была направлена навстречу ветру. Когда-то Кусто задумывал подобную штуку с передачей вращения на вал гребного винта в качестве движителя для своей лодки. Правда, от этой идеи отказались впоследствии, но для генератора, думаю, пойдет. Гироскопический момент (если он будет достаточной величины) в такой конструкции может только способствовать удержанию судна на ровном киле. Не думаю, что сопротивление сред даст преимущество подводной или надводной конструкции - закон сохранения энергии никто не отменял - сколко потребите, столько скорости и отнимется. Зато нет торчащих под водой дополнительных элементов, на катамаране прикрепил динамку на грузовом трамплине сзади (или спереди, если судно обычно чересчур приводится), натянул 3 ванты и - вперд, на стоянке ветрячок выставил на бугорочек, раскрепил теми же вантами - для добычи света не требуется движения судна. Может посчитаете? Убежден, всем интересную вещугу можно изготовить.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: спелеолог от 16 Марта, 2009, 18:44:27
Мотоциклетному генератору с салютовским редуктором была альтернатива - буксируемый в подводном положении генератор из винтовёрта. Там уже и редуктор планетарный есть (отличный!) и диаметром всё это получится в 60 мм. В станке его крутил, очень неплохую характеристику выдаёт. По весу можно сделать в 1-1.5 килограмма. Отказался от него из-за сомнеий в ресурсе. Подшипники там всё же пластмассовые. неизвестно, сколько протянет. Я просто хочу сделать так, чтобы никаких сомнеий не было в надёжности.
можно поподробнее.
Что есть "винтовёрт"? то же самое, что и шуруповерт?
Дрель знаю, шуруповерт знаю... но их точно нельзя в подводное положение, вода попадет - сдохнут сразу. а если в герметичный корпус засунуть - перегреются.
У меня идея использовать шуруповерт в качестве аварийного двигателя (пусть заряда всего на пару минут, но преимущество электро- всегда готов к работе, не надо гадать, заведется с первого рывка или после камлания). Ну и для подхода - отхода, опять же пары минут хватит.
Если его можно и в качестве генератора использовать - совсем хорошо!
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: спелеолог от 16 Марта, 2009, 18:55:13
У меня есть очень неплохой бензогенератор на базе автомобильного генератора и двигателя Робин-Субару (4-х такт.) Весит 7кг, вырабатывает 20 А
интересно, а где и почем такой двигатель достать можно? Или надо какую-нибудь газонокосилку купить и раскурочить?  Тогда это дорого, блин...
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: piton45 от 16 Марта, 2009, 22:40:26
интересно, а где и почем такой двигатель достать можно? Или надо какую-нибудь газонокосилку купить и раскурочить?  Тогда это дорого, блин...
Ну, это не совсем так ... политика наших продавцов иногда приводит к поразительным результатам. Запчасть, порою, стоит почти столько же, сколько готовое изделие ... однако.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Аркадий Аверченко от 16 Марта, 2009, 22:44:26
Пардон, после выпрямления тока от него останется 50%
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 11:45:49
интересно, а где и почем такой двигатель достать можно? Или надо какую-нибудь газонокосилку купить и раскурочить?  Тогда это дорого, блин...

Вот этот двигатель у меня:
 http://www.subaru-robin.ru/engines/eng_eh025a.php
Купил перед Новым Годом, стоит 8500 руб. Самый дорогой, но и качественный вариант. Есть такая же маленькая Хонда, она на тыщу дешевле. Купил бы её, но тогдав Молкве их не было. Оба мотора от косилок, на выходе стоит центробежная муфта.  Ресурсы заявляются 2000часов. Механики говорят, что реальный больше. Если интересно, могу фоту генератора скинуть.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: piton45 от 17 Марта, 2009, 11:55:19
Если интересно, могу фоту генератора скинуть.

Интересно.
Сам думал о такой штуке. Интересно, на сколько мысли сходны :)
В принцыпе у меня было 2 идеи. 1) Установить двигатель и генератор соосно, но тогда возникают некоторые проблеммы с настройкой этой соосности. 2) Поставить двигатель и генератор параллельно, вроде особых проблемм не должно быть, кроме натяжения ремня.

Но это уже в другой теме надо бы обсуждать ... :)
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 12:04:04
Ветряк может быть не только с описанным Вами ротором. Ротор можно изготовить в виде вертикальной картушки, насаженной на вертикально же стоящий вал, закрытый снаружи подвижным кожухом со щелью впереди и флюгером сзади. Флюгер предустанавливается таким образом, чтобы щель обтекателя была направлена навстречу ветру.

.... Не думаю, что сопротивление сред даст преимущество подводной или надводной конструкции - закон сохранения энергии никто не отменял - сколко потребите, столько скорости и отнимется. Зато нет торчащих под водой дополнительных элементов,...

Ничего не слышал про такую конструкцию ветряка. Делали такие вообще? Поделитесь информацией, пожалуйста. Осмелюсь предположить, что к.п.д. будет весьма малым, ибо из полной энергии потока сразу отсекается половина (неподвижной шторой). В то время, как ветряк традиционный гребёт полный поток. И то, у него к.п.д. около 30%.
Известные мне конструкции - ветряки с горизонтальными валами и флюгером и с вертикальным валом, не требующие флюгрера. Последние имеют нижайшее к.п.д. и к ним давно потеряли интерес. Если интересно, могу сравнительную таблицу из справочника "Хютте" скинуть. Там все графики и расчёты есть. Впрочем, лучше тогда ветку по ветрякам завести.

 Что касается сохранения энергии:
Турбина принципиально хуже ветряка. Если ветряк является врагом лишь на острых курсах, а уже вполветра он безразличен, то турбина тормозит всегда, на всех курсах. Однако, торчащий подводный элемент в виде винта мне представляется меньшим злом, нежели вращающаяся вблизи обитаемой зоны мясорубка.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 12:07:45

Сам думал о такой штуке. Интересно, на сколько мысли сходны :)
В принцыпе у меня было 2 идеи. 1) Установить двигатель и генератор соосно, но тогда возникают некоторые проблеммы с настройкой этой соосности. 2) Поставить двигатель и генератор параллельно, вроде особых проблемм не должно быть, кроме натяжения ремня.

 Нет там проблем с соосностью. Могу чертежи деталей скинуть в Акаде.
Сначала я думал муфту использовать, но потом её заблокировал (вместо пружины растягивающейся, поставил наоборот). Иначе отсекается возможность работать на малых оборотах, а это очень хочется, т.к. шуму меньше.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 12:11:33
можно поподробнее.

Дрель знаю, шуруповерт знаю... но их точно нельзя в подводное положение, вода попадет - сдохнут сразу. а если в герметичный корпус засунуть - перегреются.


Засунуть в Ал. трубу с зазором, благо он длинный и тонкий. Циркуляция воздуха там будет, а холодная(погруженная в воду труба) любое количество тепла отведёт без проблем.
ЗЫ: Шуруповёрт и винтовёрт - разные диалекты. Речь об Аккумуляторном инструменте.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ГШ от 17 Марта, 2009, 12:33:44
Цитировать
Засунуть в Ал. трубу с зазором, благо он длинный и тонкий. Циркуляция воздуха там будет, а холодная(погруженная в воду труба) любое количество тепла отведёт без проблем.
Не факт, надо считать.  Узкое горло - воздушный промежуток между агрегатом и стенками трубы. Для свободной конвекции можно грубо принять 10 Вт/кв.м*градус на каждой из двух поверхностей. Если в агрегате какой-нибудь пропеллер гоняет воздух, как это обычно бывает, то отдача намного больше. Если щелка узкая, там надо считать уже по теплопроводности. Если подобрать трубу плотную или соотв. муфту выточить, можно совсем хорошо устроить - обмазать девайс пастой АлСил, на которую процессорные охладители сажают, тут уж все отведет с гарантией. (с процессора 50-100 Вт снимается на нескольких кв.см)

ЗЫ не прочитал начало... для пластмассовых корпусов конечно никакой пасты, только циркуляция воздуха от евойной крыльчатки через щелку 0,5-1 см вокруг корпуса.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Mutant от 17 Марта, 2009, 12:34:42
Ничего не слышал про такую конструкцию ветряка. Делали такие вообще? Поделитесь информацией, пожалуйста.

Наверное, что-то типа этого, доработанного. http://rosinmn.ru/sam/baa/baa.htm
А вообще, весьма любопытно - http://rosinmn.ru/
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 12:44:39
Не факт, надо считать.  Узкое горло - воздушный промежуток между агрегатом и стенками трубы. Для свободной конвекции можно грубо принять 10 Вт/кв.м*градус на каждой из двух поверхностей. Если в агрегате какой-нибудь пропеллер гоняет воздух, как это обычно бывает, то отдача намного больше. Если щелка узкая, там надо считать уже по теплопроводности. Если подобрать трубу плотную или соотв. муфту выточить, можно совсем хорошо устроить - обмазать девайс пастой АлСил, на которую процессорные охладители сажают, тут уж все отведет с гарантией. (с процессора 50-100 Вт снимается на нескольких кв.см)

Корпус двигателя там металлический. Но тепло надо отводить от ротора, там основное тепловыделение. Значит, конвекцию надо обеспечить. Хуже с редуктором., он в пластмассовом корпусе.
Считать надо, конечно, да и эксперимент тоже нужен.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 12:56:52
Ничего не слышал про такую конструкцию ветряка. Делали такие вообще? Поделитесь информацией, пожалуйста.

Наверное, что-то типа этого, доработанного. http://rosinmn.ru/sam/baa/baa.htm

Нет, этот традиционного типа, с вертикальным валом. Уже писал, крайне низкое к.п.д. Речь о ветряке такого же типа, только с цилиндрической шторкой, закрывающей половину ротора и приводимую флюгером.
ЗЫ: Вторая ссылка - чума, всю перечитаю!
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: andsub от 17 Марта, 2009, 13:04:53
Ничего не слышал про такую конструкцию ветряка. Делали такие вообще? Поделитесь информацией, пожалуйста.

Наверное, что-то типа этого, доработанного. http://rosinmn.ru/sam/baa/baa.htm
А вообще, весьма любопытно - http://rosinmn.ru/
Розин не часто сайт обновляет.Интересная инфа на форуме http://snim.flybb.ru/.Там народ реальные ветряки делает.Хотя суперуспехов не много.Хлопотное это дело.Правда и приз интересен.
http://www.fieldlines.com/story/2007/5/7/164440/5945 а вот буржуи развлекаются.Там и картинок много.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 13:17:13


Интересная инфа на форуме http://snim.flybb.ru/.
Я им сюда ссылочку дам. Может, поучаствуют. Благо, у этих ребят мозги не замусорены электрозакрутками, парусами и прочими баллонами.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: andsub от 17 Марта, 2009, 13:31:13


Интересная инфа на форуме http://snim.flybb.ru/.
Я им сюда ссылочку дам. Может, поучаствуют. Благо, у этих ребят мозги не замусорены электрозакрутками, парусами и прочими баллонами.
Там есть головатый Володя из Израиля.Он может и лопасти рассчитать под конкретные условия.Хотя в ветряке,как я понял, главное -найти низкооборотистый генератор.Не зря на буржуйском сайте гены сами льют с применением РЗМ.Вес-эфективность думаю самая удачная.Хотя неплохие ветряки с генами из болгарских моторчиков получаются(те что в ЭВМах стояли)
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 13:36:08
Хотя в ветряке,как я понял, главное -найти низкооборотистый генератор.)

И в гидротурбине тоже. Низкооборотность влечёт за собой большой диаметр, т.к. важна линейная скорость движения полюсов. Второй вариант - диаметр поменьше и мультипликатор, (как у меня).
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: andsub от 17 Марта, 2009, 13:41:59
В мультипликаторе плохого ничего нет за исключением момента страгивания.Если сможет вначале стронуть-значит будет работать.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Михаил Хаджинов от 17 Марта, 2009, 18:40:02
Цитировать
Наверное, что-то типа этого, доработанного. http://rosinmn.ru/sam/baa/baa.htm
А вообще, весьма любопытно - http://rosinmn.ru/

Проблемы установки как раз и связаны с отсутствием обтекателя со щелью и флюгером - вырастут обороты обязательно. Конструкцию можно и уменьшить и облегчить, а если не рассчитывать на автомобильный холодильник на борту, то все остальные потребители впишутся в 50 - 100 ватт легко. Размещенная на заднем грузовом тамплине установка так же может быть использована в качестве подруливающей.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 18:44:41
Для свободной конвекции можно грубо принять 10 Вт/кв.м*градус на каждой из двух поверхностей.

Ужас кошмарный :o

 Григорий, подмога требуется.
Я собирался генератор кастрюлей закрывать для герметичности. Теплоизбытки от обмоток, думаю Ватт 60. Чего, сгорит??
Температура обмоток ? Думаю, не более 130 С
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: АндрейЦ от 17 Марта, 2009, 18:54:32
А если кастрюлю через два маленьких (или одно побольше) отверстия заполнить трансформаторным маслом и обеспечить теплообмен на нее(кастрюлю)? Дырки потом можно запаять или заклеить......
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 17 Марта, 2009, 19:50:27
А если кастрюлю через два маленьких (или одно побольше) отверстия заполнить трансформаторным маслом и обеспечить теплообмен на нее(кастрюлю)? Дырки потом можно запаять или заклеить......
Тогда масло при откидывании заливается в зазар ротора и статора и теплоизбытки возрастают в разы из-за перемешивания масла.
 Потерив обмотках уже точно померил, получилось макс. 40Вт при отдаче 15А.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Дед от 18 Марта, 2009, 02:54:45
Позвольте вствить свои два слова. Лет нес-ска назад в жю Моделист-конструктор (можно поискать) были чертежи ветрогенератора с вертикальной  осью подбному

. http://rosinmn.ru/sam/baa/baa.htm   но с существенным отличием -там стоял оч. простой центробежный Ограничитель оборотов,Я бы даже сазал-
автомат постоянства оборотов,(поскольку делал он это плавно) -он при увеличении скорости ветра постепенно закрывал лопасти сводя в конце концов их в вертикальный цилиндр.Такую штуку ,сдется мне, можно делать небольшой Думаю с большую консервную банку и место ей-на топе-самое оно. Буду рад если подал какую-либо толковую мысль.Сделал бысебе такую-механика там прстая,да вот беда-не дружу с элеэлектроникой.

Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: andsub от 18 Марта, 2009, 13:33:08
Позвольте вствить свои два слова. Лет нес-ска назад в жю Моделист-конструктор (можно поискать) были чертежи ветрогенератора с вертикальной  осью подбному

. http://rosinmn.ru/sam/baa/baa.htm   но с существенным отличием -там стоял оч. простой центробежный Ограничитель оборотов,Я бы даже сазал-
автомат постоянства оборотов,(поскольку делал он это плавно) -он при увеличении скорости ветра постепенно закрывал лопасти сводя в конце концов их в вертикальный цилиндр.Такую штуку ,сдется мне, можно делать небольшой Думаю с большую консервную банку и место ей-на топе-самое оно. Буду рад если подал какую-либо толковую мысль.Сделал бысебе такую-механика там прстая,да вот беда-не дружу с элеэлектроникой.


Народ.При нынешнем состоянии техники и разработок при самодельном ветрякостроении альтернативы пропеллеру просто нет.Не даром все фирменные яхтенные ветряки такого типа.
Интересен тип ветряка типа Дарье http://www.membrana.ru/lenta/?5969 его и в городах по крышам ставят.Но очень сложен в изготовлении сам ротор.
А вот мужичек реализовывал как раз походный ветряк http://snim.flybb.ru/topic160-90.html.(есть фотка в середине страницы)Правда кат небольшой.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 19 Марта, 2009, 10:35:31
Упомянутые девайсы: 1. Бензогенератор из Робина, 2. Мотор винтовёрта (с редуктором)
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 21 Марта, 2009, 06:11:44
Хочу высказать некоторые соображения по поводу использования шуруповерта. Илья, я помню, что у тебя не шуруповерт в проекте и в этом смысле пишу безотносительно к.

Покрутил рукой два разных шуруповерта рукой за патрон и опечалился даже. Стронуть с места очень трудно (кнопку нажать для отключения "электротормоза" не забыл, да она на страгивание и не влияет). После страгивания легче идет, но от этого не легче.

В общем, очень сомнительно, что ротор с D=0.2м сможет стартовать при таком сопротивлении и скорости потока 3м/с.  Формальный расчет мощности ротора и, далее, момента через ометаемую площадь бессмыслен - ротор стоит и ничего не ометает. При малом дисковом отношении наверно можно считать, что лопасть работает как отдельное крыло.   А вот хорошо ли работает?
 
Углы атаки по очень грубой прикидке будут от 30-40 гр. у ступицы до 60-70 на концах.

 Вторая пара вопросов связанна с возможной проблемой масштаба, т.е. с малым диаметром ротора.
 Не возникнет ли проблемы с Re при столь малой скорости потока - 3м/с и малой шириной лопастей (см. у Байбакова, светлая ему память)? След. и с подъемной силой лопастей и далее с пусковым моментом? ? Если да, придется о профилях сильно думать.

Что делать, если таки стартовать не будет? Видится два путя - крутануть от подлежащего зарядке аккумулятора, либо поставить центробежное сцепление, сцепляющее только после разгона без нагрузки (не электическая нагрузка генератора имеется в виду).

Второй масштабный вопрос к пуску отношения не имеет. Нужно, чтоб крутило шуруповерт 500 об/мин или 8 об/сек. Линейная скорость концов лопастей получается примерно 5м/сек, быстроходность ротора получается 5/3 при нормальной бытроходности пропеллера примерно 6 -- 7 !!! Ужос. Хотим заставить работать пропеллер примерно с быстроходностью поперечных роторов.  А чего ж их тогда гнобил Ансуб? 500 об/мин можно и с ротора типа Савониуса снять, сопротивление будет раза в полтора выше, зато без проблем с пуском и про Рейнольдса можно забыть.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Филипп от 21 Марта, 2009, 11:41:33
Может редуктор снять и попробовать шагом винта обороты повысить? Хотя бы потерь от преобразования оборотов избежать таким образом? И потом, редуктор-то пластмассовый обычно, он при длительной работе может нагреться и выйти из строя. Разобрал свой старый шуруповёрт, там моторчик на магнитах. Прокручивается и без редуктора не очень.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 22 Марта, 2009, 01:07:56
Так это и есть "залипание", оно довольно обычно при постоянных магнитах.

Меня-то в данной теме винты интересуют, чисто платоночески правда, пытаюсь извилину изогнуть.

Неск. лет назад в садово-огородном журнале, в неск. номерах, мужик описывал свой ветряк киловатта но 3-4 и как его сделать. Штука серьезная, в кач. угловых мультипликаторов использовались редуктора главной передачи от Жигулей в к-ве двух штук. Так он писал, что при низких скоростях ветра лучше ставить не обычные пропеллеры, украшающие буржуиские пейзажи, а многолопастные колеса. Может, и так. Увеличение числа лопастей уменьшает быстроходность ротора и можно ожидать увеличения крутящего момента.

В 79-ом году мы сидели на базе месторождения лазурита (Ляджвар-дара) на Памире и ждали оказии, чтоб здрызнуть. От скуки я насобирал лазуритовой мелочевки, просыпанной из ящиков за много лет возле склада и решил отгалтовать.  На территории протекал шустрый горный ручей (дара), его и приспособил для вращения турбинки на одной  (наклонной) оси с галтовочным барабаном. По сути, галтовочный барабан аналогичен бетономешалке-бочке. Крутиться должен не слишком быстро, чтоб камушки пополам с образивом и водой бутыхались, не прилепляясь центробежной силой к стенке.
Удалось сделать несколько тихоходных роторов на двух принципах и их комбинации из плоских консервных банок. Например, сделав в дне много радиальных прорезей и закрутив получившиеся между ними полоски. Получилось по сути то-же многолопастное колесо с ободом, что и у мужика с ветряком. И оно исправно крутило барабан с каменюками. Может, нечто подобное и с шуруповертом прохиляло бы.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 23 Марта, 2009, 01:39:30
Покрутил рукой два разных шуруповерта рукой за патрон и опечалился даже. Стронуть с места очень трудно (кнопку нажать для отключения "электротормоза" не забыл, да она на страгивание и не влияет). После страгивания легче идет, но от этого не легче.

В общем, очень сомнительно, что ротор с D=0.2м сможет стартовать при таком сопротивлении и скорости потока 3м/с.  Формальный расчет мощности ротора и, далее, момента через ометаемую площадь бессмыслен - ротор стоит и ничего не ометает. При малом дисковом отношении наверно можно считать, что лопасть работает как отдельное крыло.   А вот хорошо ли работает?

Да, к моей турбине это не относится, т.к. возбуждение включается автоматически при 530 об/мин на валу винта.

Про шуруповёрт:
Мне видится, что проблемы страгивания не существует вообще. Дело в том, что качество электроэнергии непосредственно от генератора настолько мало (любого, а коллекторного с постоянными магнитами - особенно), что напрямую его использовать практически нельзя. В любом случае, система энергоснабжения с турбиной или ветряком потребует аккумулятора. Раз так, то и страгивание с мёртвой точки легко производится с помощью аккумулятора. В схеме, которую я приклеил, забыл нарисовать кнопку, параллельную диоду и контрольной лампочке. Как производится запуск? Турбина опускается в воду, нажимается кнопка "старт". Если поле отпускания кнопки не загорается контрольная лампа, идёт генерация. Если она загорелась - увеличь скорость, сними траву с винта или убери турбину.

 
Углы атаки по очень грубой прикидке будут от 30-40 гр. у ступицы до 60-70 на концах.

Откуда такая прикидка? У меня с углами получился полный шоколад. За начальную скорость я выбрал 7 км/ч, что должно соответствовать 590 об/мин на валу. Поступь винта получается 192 мм. Скольжение при такой малой напряжённости на ометаемую поверхность будет очень малым. Я считал на 15 % , хотя реально должно быть ещё меньше. Получается винт с шагом 170, и это при диаметре 185. Вполне себе лодочномоторный винт, такие есть в каталогах.
    Кстати я вчера такой отлил ( снял копию с Джонсоновского 7 1/4 - 6 1/2)

 
Вторая пара вопросов связанна с возможной проблемой масштаба, т.е. с малым диаметром ротора.
 Не возникнет ли проблемы с Re при столь малой скорости потока - 3м/с и малой шириной лопастей (см. у Байбакова, светлая ему память)? След. и с подъемной силой лопастей и далее с пусковым моментом? ? Если да, придется о профилях сильно думать.

О каком роторе идёт речь? О винте? Так он и не будет малым. Если требуется мощность около 30 ватт на скорости 7 км/ч, то ротор будет не менее 185 мм. Рейнольдс тут с нами заодно, т.к. он будет сильно ниже режима работы того же винта на лодочном моторе. Это напрямую повлияет на сопротивление пофиля лопастей в сторону снижения трения.

 Предвижу другую серьёзную проблему - отвод тепла. Даже на здоровенном ИЖевском генераторе это имеет место быть. При первом же тесте на длительную работу встал вопрос об увеличении теплоотвода, чем сейчас я и занимаюсь. У винтовёртного моторчика из-за его компактности проблема будет стоять ещё серьёзнее. Особенно проблематично организовать теплоотвод от пластмассового корпуса редуктора. Возможно, корпус имеет смысл сразу же переделать на аллюминиевый. Зато, такой компактный генератор ничего не стоит выполнить в виде буксируемого герметичного модуля, что здорово обегчит сброс тепла через Алл. корпус.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 24 Марта, 2009, 05:45:51
Илья, напомню, что писал безотносительно твоего проекта. Меня заинтересовало твое упоминание винтоверта, которого у меня нет. Но зато есть старая дрель-шуруповерт, аккумулятор которой сдох.
Из твоих ранних сообщений взял исходные данные, переведя в СИ и округлив: скорость - 3м/с (из 11 км/ч), диаметр - 0.2м. Плюс обороты для шуруповерта - 500 об/мин (от фонаря).

Как решить проблему пуска при помощи аккумулятора, я и сам допер двумя сообщениями раньше. Но о проблеме пуска пропеллера под нагрузкой хотелось подумать и для себя ее объяснить, поскольку о ней мне ничего не попадалось (правда, специально не искал). А вот о поганых пусковых свойствах (и даже их отсутствии) ротора Дарье поминают всюду. Несправедливо.

>>Откуда такая прикидка? У меня с углами получился полный шоколад.<<

Я писал об углах АТАКИ (а не установочных) применительно к пуску, когда ротор стоит. В этом случае угол атаки дополняет установочного до 90 гр. Прикидка делалась "в уме", мог градусов на 10 и просадить. А вот счас и посчитаю точнее. Но сперва про Рейнольдса.

При написании того сообщения не помнил значения к-та С  для воды в формуле Re=C*V*L и высказывался осторожно. Заглянул в "Школу яхтенного капитана" и вот:  Re=0.87*10^6 * V*L. Тут V - скорость [м/с], L - линейный размер [м], С - величина, обратная вязкости.

>>Рейнольдс тут с нами заодно, т.к. он будет сильно ниже режима работы того же винта на лодочном моторе. Это напрямую повлияет на сопротивление профиля лопастей в сторону снижения трения.<<

Не, это не про то. Рейнольдс вообще подлый, у него двойные стандарты. Применительно к крылу (лопасти) все ровно наоборот. Для каждого профиля существует пороговое (или критическое?) значение Re, НИЖЕ которого крыло с данным профилем работает крайне плохо. Для крыла в качестве L берется ширина, т.е. хорда. Чтоб нормально работало, поток должен турбулизоваться, а это происходит при Re, больше критического значения для данного профиля. Для большинства "обычных" профилей критические значения около 100 000. При малых фактических Re нужны специальные "самотурбулизующиеся" [Байбаков] профили.
При пуске V равно скорости лодки, т.к. винт не вращается. Для примера, при ширине лопасти 20 мм (0.02м) и V=3 получим Re~=50 000. Не густо. Возможно, оннако, что за лодкой поток уже настолько завихрен, что проблемы с Re и не будет.

Теперь расчет установочных углов лопастей для приведенных выше исходных:
V=3м/с, D=0.2м, n=500 об/мин = 8 об/с.

Существуют по крайней мере 3 принципа расчета установочных углов, не считая их комбинаций.
Принцип Жуковского - постоянный шаг на всех радиусах (постулат, без обоснований, но интуитивно приятен). Принцип постоянных углов атаки на расчетном режиме. Третий точно не помню, применю первые два.

Скорость потока, проходящего через винт Vf=2*V/3 = 2 [м/с] (винт замедляет входящий поток). "Исправленная" поступь винта П=Vf/n=2/8=0.25 [м].

1. С постоянным шагом.
С учетом необходимого скольжения, шаг винта должен быть больше поступи для винта-движителя и меньше поступи для винта-двигателя (турбины, ротора). Для ротора положим k=2/3 в формуле шага Н=k*П, тогда шаг H=2*П/3=0.167 [м].
Установочный угол лопасти на радиусе R получим как fi=atan(H/(2*pi*R)).
Например, у ступицы примем R=0.02, получим fi=53 гр. (Угол атаки при пуске 90-53=37 [гр].)
На концах лопастей R=0.1м, fi=28 гр., угол атаки при пуске - 90-28=62 [гр].

2. С постоянным углом атаки на расчетном режиме.
Посчитаем "предварительные" установочные углы на нужных радиусах, исходя из поступи, подставляя ее в формулу fi=... вместо шага. Например, у ступицы и на концах получим, соответственно, 63 и 38 градусов. Далее зададимся величиной "оптимального" угла атаки (по хорошему - исходя из поляр профилей на данных радиусах) и вычтем угол атаки из предварительных установочных углов (для движителя надо было бы прибавлять). Пусть "оптимальный угол атаки - 6 гр., например. Тогда, окончательно, установочные углы у ступицы и на концах будут, ствно, 57 и 28 градусов (По Жуковскому было 53 и 28).
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 24 Марта, 2009, 11:37:11




1. С постоянным шагом.
С учетом необходимого скольжения, шаг винта должен быть больше поступи для винта-движителя и меньше поступи для винта-двигателя (турбины, ротора) в k раз. Для ротора положим k=2/3, тогда шаг H=2*П/3=0.167 [м].


Ну да, и у меня примерно такая фигня получается. Так это и есть полный шоколад, ибо получается вполне пристойный винт с нормальным соотношением Ш/Д. Что касается пуска без подкрутки... Это интересно лишь с научной точки зрения. Проще подкрутить. Проблема стоит остро лишь для генераторов переменного тока на постоянных магнитах. Думаю, на них просто лучше не расчитывать.
Рейнольдсы сразу вырастут, стоит ротору раскрутиться, поэтому профиль будет работать нормально (надеюсь).

На этой неделе доделаю, испытать бы надо...  К вам на ММ можно будет приклеиться? Ездит тута сейчас кто-нибудь? Хотел на ручейке ГЭС поставить, но столкнулся с проблемой: нету ручейков с такими скоростями в Москве и области. Мне нужен диапазон 6-15 км/ч.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 24 Марта, 2009, 12:13:15
Цитировать
нету ручейков с такими скоростями в Москве и области. Мне нужен диапазон 6-15 км/ч.
- Что-то не верится, что прям во всей области, и нету... А знаменитый водосброс на Пехорке, где каякеры кувыркаются?
А кроме того, вот-вот половодье начнется, и начнут действовать переливные трубы на всех парковых прудах, а их по Москве десятки... Наверняка можно будет подходящий "ручеек" найти ;).
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 24 Марта, 2009, 12:28:06
Цитировать
нету ручейков с такими скоростями в Москве и области. Мне нужен диапазон 6-15 км/ч.
- Что-то не верится, что прям во всей области, и нету... А знаменитый водосброс на Пехорке, где каякеры кувыркаются?
А кроме того, вот-вот половодье начнется, и начнут действовать переливные трубы на всех парковых прудах, а их по Москве десятки... Наверняка можно будет подходящий "ручеек" найти ;).

15 км/ч, это почти водопад. Ручейки кажутся такими быстрыми, потому, что они маленькие. Но если бросить бумажку и засечь время, то оказывается, скорости у них совсем небольшие.
Есть и другая проблема - измерение скорости потока, что необходимо для точного снятия характеристики. Лага у меня нет, придётся его делать. Ещё: а как эту турбину крепить в потоке? Держать руками по пояс в воде с потоком в 15 км/ч? На корабле проще, т.к. можно менять скорость и мерить её ЖПС-ом.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 26 Марта, 2009, 00:07:45
Сегодня прогулялся за 300м до ручья, в надежде на приличную струю в тоннеле под мостом. А дулю в нюх! Вода низкая, скорость - 1м/с. И снегозапас нынче нищенский.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 26 Марта, 2009, 01:05:40
Дык, рано.
Название: Re: Винт для турбины
Отправлено: Илья МГУ от 28 Марта, 2009, 02:26:24
Уже было собрался делать винт по технологии Алекса, но как-то не склалось. Пока искал подходящий лист, проходил мимо стойки с лодочными моторами (их там много). Дай, думаю, посмотрю, а нет ли готового. И точно! Джонс 6 сил, винт абсолютно тот, который я собрался делать (7 1/2 - 6 1/2). Глянул в Тырнете, 4200 руб. Жаба тут сразу и задушила. Да ещё и ступица неудобная, фиг посадишь такую на Салютовский редуктор. Решил клонировать этот винт при помощи литья, а ступицу переделать.

 В кустарно-литейном производстве винтов, примерно 80% всей затеи - изготовление модели. Поскольку модель уже была, оставалось немного.

Трёхлопасных винтов я раньше не лил, поэтому пришлось изготовить треугольную опоку. Она двухстворчатая, верхняя и нижняя часть стыкуются штифтами, для однозначной сборки половинок формы. Сляпана наскоряк из обрезков реек и фанеры на саморезах. В боковых фанерках по 2 отверстия для продувки углекислотой.

Технология литья в песчанно-жидкостекольную форму такова, что процесс изготовления формы по времени примерно совпадает с плавкой силумина в печи. Плавлю я в лабораторном муфеле в стальном ковше, примерно на 0.7.литра.

 Загрузив муфель, взялся за форму. Песок смешивается с жидким стеклом в соотношении 85 к 15 по обьёму и перемешивается в тазике. Формовочная смесь становится слегка липкой и "пушистой". Не утрамбовывая, заполняется нижняя часть опоки, туда вдавливается винт. В итоге, в месте контакта с моделью, смесь уплотняется. Пока смесь податлива, можно поправить в форме непонравившиеся участки. Затем, форма продувается углекислотой. Я для этого использую 10-л баллон с редуктором и пистолетной насадкой с клапаном. Форма продувается через верхнюю поверхность и отверстия в стенках опоки. Через минуту смесь "встаёт". Далее надо при помощи ножа или отвёртки подрезать участки формы, которые могут помешать извлечению модели, т.е. соблюсти литейные уклоны. Поверхность нижней формы вместе с моделью припудривается графитовым порошком, ставится верхняя часть опоки. С верней опокой проделывается всё то же самое. После продувки верхней формы, опока аккуратно разъединяется. Модель (винт) извлекается из формы. В верхней половинке по месту сверлится отверстие под литник, а снаружи он расширяется ножом в воронку. Жидкостекольная форма не требует никаких выпаров, т.к. абсолютно газопроницаема. Далее, форма собирается и ставится под заливку. Чтобы верхняя половинка не всплыла при заливке, её надо пригрузить подручными предметами.
 Далее, форма заливается силумином. Оптимальна температура литья - 770-800 градусов.  Торопиться с открытием формы опасно, т.к. теплопроводность стенок формы очень мала и тепло при кристаллизации отводится в основном через литник. Примерно через полчаса можно разбирать форму и выколупывать из её обломков отливку.
 Отливка на первый взгляд пугает огромным количеством дефектов, но бояться этого не надо, ибо все они представляют собой выпуклые пупырышки, которые одним касанием торцовой книжки быстро устраняются. А внутренних дефектов и нету. Можно лить и сразу "начисто", но мероприятия по отделке поверхности формы удваивают работу и я этим не занимаюсь.
 Главным гемором в данной затее было уменьшить диаметр и длину ступицы винта. Это было сделано при помощи Большого Электрического Напильника (фрезерного станка с делительной головкой) токарного станка и торцовой книжки. Профили лопастей доводились на точиле при попощи последней. Под втулку ступицы было просверлено отверстие 14 мм.
 После чего, винт был покрыт твёрдым анодным покрытием в охлаждённой до -10 град. анодной ванне.

В отверстие запрессовывается с натягом латунная втулка.

Затем - шпаклёвка дефектов ( Боди-Фибер со стеколволокном) мокрое вышкуривание вручнуюи и покраска (Мобихил металлик).

 Получилось нарядно. Если испытания подтвердят правильность основных параметров винта, сниму пару клонов, ибо переделка ступицы отняла большую часть времени по отделке отливки.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 28 Марта, 2009, 02:59:49
Решусь, наконец, задать вопрос по данным в таблице испытания генератора на стр.2 этой темы.

Частота вращения приведена - для первичного вала мультипликатора (шпинделя станка) или для вала генератора?

Реакция и, далее, момент - для первичного вала (судя по фото - так)? 
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 28 Марта, 2009, 10:20:42
Решусь, наконец, задать вопрос по данным в таблице испытания генератора на стр.2 этой темы.

Частота вращения приведена - для первичного вала мультипликатора (шпинделя станка) или для вала генератора?

Реакция и, далее, момент - для первичного вала (судя по фото - так)? 

Всё для первичного вала. Обороты в минуту считаны с лимба коробки скоростей станка.
 Был удивлён низким к.п.д. всей цепочки.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 28 Марта, 2009, 10:45:26
Суперский винт! Илья, а вот насчет получасовой выдержки в форме после залива... Я как раз на днях на Чипмейкере читал тему про самостоятельную отливку из лома люминя заготовок под токарку, и там дядьки пишуть, что медленное охлаждение - зло. Ибо дает крупнокристаллическую структуру слитка, с малой прочностью. Рекомендуют ускорять.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 28 Марта, 2009, 11:19:26
...насчет получасовой выдержки в форме после залива... Я как раз на днях на Чипмейкере читал тему про самостоятельную отливку из лома люминя заготовок под токарку, и там дядьки пишуть, что медленное охлаждение - зло. Ибо дает крупнокристаллическую структуру слитка, с малой прочностью. Рекомендуют ускорять.

 Можно и меньше получаса. Главное - дать закончится кристаллизации. В былые времена я испортил пару отливок из-за нетерпеливости. Разбивал форму, а там каша. Теперь не тороплюсь. Теплопроводность такой формы как у пенопласта, очень трудно угадать.
 Быстрое охлаждение имеет одну проблему. Охлаждать можно только с литника, поскольку всё остальное в форме. Если сразу начать этим заниматься, то металл в литнике встаёт первым, и усадка происходит в произвольном месте внутри формы. Я всегда расковыриваю большую воронку для заливки, чтобы там вмещалось побольше металла. При больших отливках ещё прикрываю её стеклотканью. Это надо для того, чтобы кристаллизация начиналась "снизу -вверх", а не наоборот. Термообработку можно делать и после литья, при температуре не выше 500 гр. Честно говоря, я этим не занимаюсь. Термообработка делает металл более вязким и неудобным для механической обработки, а прочности добавляет немного.
 Вообще, силумин - не такой уж и отстой, как принято считать. Каждый раз в этом убеждаюсь, когда на прессе ломаю силуминовые детали под загрузку в муфель. И анодируется божественно, лучше всех остальных сплавов.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 28 Марта, 2009, 14:14:35
Решусь, наконец, задать вопрос по данным в таблице испытания генератора на стр.2 этой темы.

Частота вращения приведена - для первичного вала мультипликатора (шпинделя станка) или для вала генератора?

Реакция и, далее, момент - для первичного вала (судя по фото - так)? 

Всё для первичного вала. Обороты в минуту считаны с лимба коробки скоростей станка.
 Был удивлён низким к.п.д. всей цепочки.

Тогда -  чтобы снять желаемые полторы сотни ватт, надо иметь обороты ротора около тыщи в минуту (из таблицы). Шаг винта 170мм при скорости лодки 11км/ч  вдвое больше, чем надо бы для достижения нужной частоты вращенья.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 28 Марта, 2009, 16:31:19
Тогда -  чтобы снять желаемые полторы сотни ватт, надо иметь обороты ротора около тыщи в минуту (из таблицы). Шаг винта 170мм при скорости лодки 11км/ч  вдвое больше, чем надо бы для достижения нужной частоты вращенья.

Боюсь, ты ошибся. Вот новая таблица. Обороты снимал с графика, по мощности из правой графы (N/4). Закрашенная зона - завал характеристики генератора из-за насыщения сердечника. Отсюда и скольжение меньше единицы. Реально, на этих режимах он будет выдавать чуть за больше, чем последняя незакрашенная графа.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 28 Марта, 2009, 20:17:01
Может и ошибаюсь. Тем более, что не все понимаю в таблице и это вселяет неуверенность.
Неясно, например, что названо "поступью". У поступи не бывает такая размерность (м/с) и значения странные..

"ПОСТУПЬ ВИНТА, расстояние, которое ... винт действительно проходит за один оборот ... Поэтому поступь винта называется еще действительным шагом винта. " [словарь терминов] 

У меня выходит, что сильно быстрее, чем 500 об/мин  винт с шагом 165мм при скорости лодки 11км/ч не раскрутится. Я учитываю, что для снятия мощности винт должен замедлять поток (по Бетцу и Жуковскому) и иметь дрейф (скольжение) для обесп. ненулевых углов атаки. Ошибку видишь здесь?  Или в том, 500-от оборотов не хватит для выдачи 140 ватт?

Уточни пожалуйста, пожалей..
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 28 Марта, 2009, 20:33:21
Илья, сколько времени надо продувать "кислотой", там не надо давления, просто что бы она была? Заранее спасибо. Я лил в гипс но он бывает трещит (почти всегда).
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 29 Марта, 2009, 03:32:16
Уточни пожалуйста, пожалей..

Ты прав по поводу терминологии. Переделаю таблицу, объясню алгоритм расчёта.

Может, ты свой изложишь?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 29 Марта, 2009, 03:41:45
Илья, сколько времени надо продувать "кислотой", там не надо давления, просто что бы она была?

Давления не надо а то форму раздует, расход маленький. Форма очень пористая, продувается насквозь без проблем. В толстых местах я протыкаю дырки электродом, чтобы туда газ доходил. Сколько продувать, сам поймёшь по затвердеванию формы. Схватывается мгновенно. Минута нужна лишь чтобы продуть гарантированно весь объём формы.
 В гипс я тоже пытался лить. Но быстро отказался, т.к. помимо трещин он ещё и усиленно газит при заливке. Не спасает даже прокаливание при 500 гр и заливка в горячую форму.
 А жидкое стекло полюбил за оперативность. Пока плавится металл, успеваешь сделать форму.
 Ещё: жидкостекольная  форма не такая прочная как гипс и требует аккуратности при работе.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 29 Марта, 2009, 05:31:22
По мелочи:

>>Но то, что ты называешь поступью я называю ходом винта. Чтобы получить "мою" поступь, умножь "свою" (в метрах) на об/с<<

Нэт. Чтоб получить твою, надо умножать на частоту не поступь (в обычном смысле), а шаг.

Насчет "полного КПД", равного одной четверти. Это вряд ли. Мощность, которую можно получить на валу ротора,
определяется по формуле
                                       N=393* КИЭВ * D^2* V^3,
где 393 - к-т для воды, КИЭВ - К-т Использования Энергии Воды, D - диаметр ротора, V - скорость (какая - "исправленная" или нет, пока не разбирался).
Величину КИЭВ я бы принял 0.25, поскольку ротор мал и вообще является ушастым гребным винтом, для работы в качестве ротора не предназначавшимся. Если еще учесть КПД пары мультипликатор-генератор, то полный КПД будет явно меньше 0.25.

>>Как получилось, что винт не может раскрутиться выше 500 об/мин при скорости 11 км/ч?
Считаем  без учёта скольжения:
11км/ч = 3.06 м/с;  Делим на шаг винта (0,165 м), получаем 18,46 об/с, умножаем на 60 - 1112,7 об/мин.<<

Так что жеж считать без учета скольжения, раз оно должно быть? Такой расчет частоты применим для волчка с червячной парой, а не здесь.
За счет чего ротор может совершать работу? Только за счет разности кинетических энергий потока до- и после себя.   Поскольку масса никуда не "деется" [депутат Травкин], то только за счет уменьшения скорости потока. Бетц с Жуковским независимо вывели, что в идеале скорость после прохождения ротора должна уменьшаться до V/3, при этом скорость прохождения потока через ротор будет Vf=2*V/3. Эту величину и надо бы использовать в расчетах. Вот я и использовал, и скольжение учитывал. И получил свои 500 об/мин. И совершенно не уверен, что они будут фактически достигнуты при толстых и широких (с малым удлинением) лопастях (под расчетной нагрузкой).

Ну вот, пока писал... Счас соберусь с силами и чаем и изложу методику полностью, в том виде, как она у меня собралась из разных мест и их понимний.





Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 29 Марта, 2009, 07:15:11
1. Зададимся величиной "выходной" мощности генератора. По твоей старой таблице определим величину "входной" мощности N и потребную частоту вращения ротора n [об/с].

2. Зададимся скоростью лодки V, на которой надеемся снять желаемую мощность, величиной КИЭВ (пользуясь рекомендациями знающих людей) и разрешим уравнение мощности ротора
               N=393* КИЭВ * D^2* V^3
относительно диаметра D.

3. Определим Z - "быстроходность на концах лопастей" (БКЛ),  Z=pi*D*n/V (тут pi*D*n - окружная скорость концов).

4. Определимся с числом лопастей i из следующих соображений: число лопастей должно быть максимально, но таково, чтобы нужная быстроходность Z могла быть достигнута (с увеличением числа лопастей достижимая быстроходность падает, Zmax(i)=3+6/i.

Прим: Поскольку мощность N=M*W (М - крутящий момент, W- угловая скорость [рад/с]), то чем меньше W, тем больше должен быть М. Плечо определяется диаметром и, сталбыть, меньшим W соответствует большая нагрузка на лопасть. Чтобы удельная нагрузка не была чрезмерной и не приводила к перетеканию вокруг концов лопастей, уменьшению частоты вращения должно соответствовать увеличение заполнения ротора (лопастями), иначе - дисковое отношение. Его можно повышать либо увеличивая ширину лопастей, либо их число. Второе менее вредно. Отсюда и стремление максимизировать (доколе можно) число лопастей.

5. Исходя из числа лопастей прикинем величины хорды на нескольких радиусах (формулу не помню).
(Для малых и тихоходных роторов еще и Re надо контролировать).

6. Вычислим поступь винта П=Vf/n, Vf=2*V/3.

6. Расчитаем (или построим) установочные углы хорды лопасти на нескольких радиусах. Это я уже описывал ранее двумями способами.
Прим: насколько заметил, для расчета установочных углов лопастей гребных винтов чаще применяют принцип "постоянного шага", иногда с некоторым нарушением его (уменьшением шага у комля). Для роторов же больше применяют принцип "постоянного угла атаки", вычитая "оптимальное" его значение из предварительных установочных углов, расчитанных по поступи.

Если все же хотим применить метод "постоянного шага", то и вычислим его по формуле Н=k*П, k=1-"относительное скольжение". Реальная величина относительного скольжения под нагрузкой представляется близкой к 1/3, откуда k=2/3.

Итак, Илья, разницу вижу в неучете тобой замедления потока при прохождении ротора и занижении (на мой взгляд) величины относительного скольжения.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 29 Марта, 2009, 12:55:16
То ЗАК:
Видимо, ты прав. Во всяком случае, ближе к истине чем я, ибо копнул глубже. Вчерашний ночной пост я удалил, ибо понял, что пишу пургу. "Моя" поступь у дедушки Хютте называется тупо: скорость винта. Т.е. шаг х обороты. В остальном, логическая цепочка была изложена как я хотел ( не факт, что правильно).
 Методику расчёта осевых водяных турбин я искал и не нашёл, поэтому про треть скорости и Бетса-Жуковского ничего не знал.
И пытался построить свой расчёт по упрпощённой методике для расчёта гребных винтов. Там вообще не рассматривается ускорение потока за винтом, и по сути, считается, что для больших винтов вода останавливается за кораблём и никуда не движется. А ускорение там тоже имеется. Причём, наверняка, есть и оптимальное ускорение при наивысшем к.п.д. Это явное несоответствие действительности списывается на скольжение. Но раз ты владеешь бесценной информацией по расчёту именно турбин, жду помощи. Устройство готово полностью, надо изготовить (подобрать) винт. Аварийный вариант - 2-3 винта из листа с легкоподгибаемыми лопастями для экспериментов. Понятно, что без пленэра не обойтись по любому.

Вызывает вопрос, откуда формула  N=393* КИЭВ * D^2* V^3? Что такое 393 ? Почему КИЭВ 0.25? Не является ли КИЭВ итоговым коэффециентом, который следует умножать на полную энергию потока, а не на разницу между скоростью на входе и выходе? Последний вопрос особенно мне сомнителен. Я посмотрел на таблицу с к.п.д. разных ветряков, там аналогичный коэф. для ветра не менее 0,3 и именно по полной энергии входящего потока, без всякого учёта его торможения. Неужели, в 1000 раз более плотной среде дела обстоят хуже? К.п.д. гребных винтов колеблется от 0,4 до 0,8. Почему же к.п.д. передачи энергии машины через винт в два раза выше, чем наоборот? Вообще, цифирь 0,25 чем обоснована?

 Ещё: Как строится винт с постоянным углом атаки? Есть ли методика расчёта оптимального угла? Винт с постоянным шагом интуитивно понятнее, ибо там голая геометрия. А с постоянным углом?

 ЗЫ: Всё, про 393 понятно. Это плотность х Пи /8. КИЭВ, всё же видимо для полной энергии без торможения.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 29 Марта, 2009, 15:26:04
Надо искать как "авторотация", теория авторотации и т.д. http://twistairclub.narod.ru/bratgyro/new_page_33.htm
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 29 Марта, 2009, 15:44:18
У Евгения Михалыча Мельникова, Горынычева отца, дома была старая советская книжка про ветряки. Поскольку не переводная, там было все очень просто и понятно. Про расчет турбин в тырнете легко доступен сайт Розина (ссылку в этой теме уже вешали). Поисковиком я нашел еще несколько подходящих вроде бы названий, но это либо в списках литературы, либо пэдээфы непроходимого для меня объема.  Общее впечатление - все к черту засекречено и кроме переписанного друг у друга общего трепа ничего нет. Сайт Розина - исключение.

>>Вызывает вопрос, откуда формула  N=393* КИЭВ * D^2* V^3? Что такое 393 ? Почему КИЭВ 0.25? <<

Эта формула как раз есть везде, в частности - на сайте Розина. КИЭВ=0.25 - согластно рекомендации с того-же сайта (кажется) для малых самодельных роторов. Твой "самодельным" не назовешь, но он неспециальный ротор.
В конце концов занижение этой величины приведет к завышению диаметра, но пила-то у нас есть.

>>Не является ли КИЭВ итоговым коэффециентом, который следует умножать на полную энергию потока, а не на разницу между скоростью на входе и выходе?<<

Так в формуле и стоит V (исходная скорость потока), а не Vf, равная двум третям от V. У формулы с тобой полный конценцус. Это у меня были сомнения, но я их оставил без внимания и привел формулу в первозданном виде.

Вариант методики расчета "с постоянным углом атаки" я уже описал выше в этой теме с примером расчета для шуроповерта. Ее же, но в "построительном" виде можно посмотреть на сайте Розина и еще где-то (не помню) в связи с расчетом воздушных винтов ЛА. Для большинства профилей оптимальный угол атаки 5-6 градусов. Розин для желобкового профиля берет ажно 9 градусов. Надо поляры профилей смотреть (к сож. их часто дают для профилей, а не лопастей, которые есть профили конечного удлинения).
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 29 Марта, 2009, 22:16:17
Полазил по сайту Розина для освежения. Там метод "постоянного угла атаки" описан в двух статьях (хоть само название и не используется, я его почерпнул с какого-то авиаторского сайта). Это статьи Хью Пигота в разделе "Энергия ветра" и Розина в разделе "Энергия воды" с назв. "Теория пропеллерной микро ГЭС".

Статью Пигота не перечитывал, а у Розина напоролся на безобразно написанную формулу установочного угла на заданном радиусе r при радиусе всего ротора R:
                 beta=arctg(2R/3rZ) - alfa,
Z - быстроходность, alfa - угол атаки.
Тут выражение в скобках не надо понимать буквально, как транслятор понимает запись 2*R/3*r*Z, справедливо считая, что умножение и деление имеют равный приоритет. Следует понимать, как в математич. записи двухэтажной дроби, что дробная черта имеет наинизший приоритет, т.е. как (2*R)/(3*r*Z).
Эта расчетная схема эквивалентна той, что я приводил выше с использованием понятия "поступь", но на мой взгляд, менее естественна, по крайней мере для индивида, имевшего дело с расчетом гребных винтов.
В Статье Розина есть и пропущенная  мной в позапрошлом сообщении (склероз) формула прикидки величин хорды на разных радиусах при заданном числе лопастей и его рекомендации на основе экспериментов.

Еще на сайте есть статья "Аэродинамические свойства плоских пластин и желобков". Там приведены некоторые поляры.
Поясню, почему я писал слово "оптимальный" (угол атаки) в презрительных кавычках (если не забывал): потому что болтать об оптимальности без указания ее критерия неприлично. Так вот, если критерием оптимальности считать максимум качества (Сy/Cx), то оптимальный угол атаки для большинства профилей около 5-ти градусов, для желобков в том числе. Михаил Николаевич Розин рекомендует 9 градусов, ссылаясь на результаты экспериментов. Такая величина будет оптимальной для желобка по критерию "максимум к-та подъемной силы", т.е без оглядки на к-т сопротивления и, след., качество. Это хорошо видно на полярах.
Еше там интересно замечание о способности желобков работать при низких Re, о чем и Байбаков говорил.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 30 Марта, 2009, 00:59:30
Глупо получилось: ссылку Рогозина облазить не успел (отвлекли) и забыл про неё ???. Сейчас проникся, всё там есть. А если и не всё, то главное: без полевых испытаний ничего не выйдет точно.
Название: Re: По Рогозину
Отправлено: Илья МГУ от 30 Марта, 2009, 15:03:28
Таблица сделана по методике Рогозина. Сопротивление по Бейтсу-Жуковскому ( в смысле, 2/3). М-да, винтики подросли. Пока терпимо, буду продолжать.

Методика предлагаемая Рогозиным описана в "Технической энциклопедии" 30-х годов применительно к ветрякам. Скорее всего, оттуда клонирована применительно к воде.

Винт нужен двухлопастной. Скорее всего, имеет смысл делать мультипитч с креплением лопастей в резьбу.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 30 Марта, 2009, 22:26:23
Последняя фраза симпатична.
Что до таблиц, то что с ними делать? Биться об заклад, оправдаются ли твои расчеты? Дык кризис, не портки ж закладывать. Интересен был бы весь ход измышлений, вычислений и исходные данные.

А "Рогозина" зовут Розин, если мы имеем в виду одного и того-же Михаила Николаевича.

Теория ветряков строилась на базе гидродинамики (воздух считался несжимаемым, поскольку его ничто особо не сжимает - перепады давления ничтожны). Так что все нормально.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 31 Марта, 2009, 01:25:57
А "Рогозина" зовут Розин, если мы имеем в виду одного и того-же Михаила Николаевича.

Это у меня дислексия, уже поправляли.

 По Розину мне очень не понравился расчёт хорды. Это что ж, 11 мм на конце лопасти? Там и профиль то микрометром промерять придётся. Большое недоверие к таким лопастям.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 31 Марта, 2009, 02:29:34
А откуда 11мм? Если по 7 проц. от D, то 21мм.
Это значение где-то на пределе в смысле Re, если иметь в виду работу  и на оборотах ниже 1000 в мин.

"А из зала ... кричат - Давай подробности!" [Галич]

P.S. А, понял! Ты по формуле считал. Да, глюк миниатюризации.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 31 Марта, 2009, 10:39:23
Есть идея в авиамодельном магазине такие готовые найти.
Название: Re: Мультипитч
Отправлено: Илья МГУ от 04 Апреля, 2009, 01:21:33
 Поскольку Учёный Совет в лице ЗАКа зарезал предыдущую версию винта, пришлось опять врубать муфель.

 Методика расчёта взята у Розина. Винт получился двухлопастным. Он довольно удачно "приклеился" к характеристике генератора с Салютовским редуктором. Ещё лучше был бы однолопастной винт, но от него отказался из-за нежелания  терпеть вибрацию площадки с частотой в десяток герц.

 Чтобы до конца жизни не маяться сомнениями насчёт правильности шага винта, решил сделать его с изменяемыми углами лопастей. Модель лопасти сделал по разметке из берёзового бруска. Профиль шаблонами не мерил, сделал от балды. Он выпукло-вогнутый, мидель % на 40 от нулевой точки. Отн.толщина уменьшается от центра к периферии (ок. 7%). Думаю, что уж не хуже желобкового.

Расчитал момент при пуске - 6 гр х м.  Конечно, не густо, но сдвинуть вал должен (померил на весах). Есть небольшой резерв - удалить верхний сальник редуктора, чтобы понизить трение. Он там нафиг не нужен, т.к. вся полость над редуктором герметична.
 В следующие выходные - испытания. Буду таскать генератор при помощи Пеликана с Ветерком, закрепив турбину на тот же транец сбоку Пеликана.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 04 Апреля, 2009, 02:04:52
Хорошо вам, литейщикам  :D. А я сегодня попробовал сделать ступицу с наклонными прорезями, под клепку лопастей. Придумал наконец-то, как надо заготовку в мой станок заряжать, и как точно позиционировать с переворотом на 180 гр. Забавные железки получились, мечта преподавателя начерталки, студентов мучить  ;D.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: kun от 04 Апреля, 2009, 02:40:26
мдяяяяя, здорово :)
чем то головоломку напоминает.
Пожалуй следующим ходом надо делать ВИШ :)

p.s. Снимаю шляпу перед упорной и тонкой работой, хотя я по прежнему не понимаю ..... мотовесло имхо должно быть как грабли - чем проще тем лучше. Добавление к нему редукторов, обтекателей, фазоинверторов и прочих амортизаторов убивает в девайсе простоту и повторяемость мотовесла (повторяемость - штука не маловажная иногда крутишь в руках железюку и напрочь непонятно как ее умудрились сделать - а тебе может такую страсть как охото). Вот например я - лазил по всем веткам и форумам, отбирал инфу как сделать себе мотовесло (еще раз спасибо ЗАКу за винты). Набрал любопытную статистику - есть весла типа грабли (и народ их упорно повторяет) и есть гаджеты по мотивам мотовесла, которые остаються авторскими образцами (причем большинство гаджетов подробно расписано, таблицы и графики нагрузок, чуть ли не чертежи ! народ восхищенно цокает языком и делает простое мотовесло). Вот я и пытаюсь понять грань целесообразности, когда грабли становяться гаджетом. С одной стороны - я бы в весло и генератор и еще кучу хрени запузырил - а с другой - ну вот кончиться горючка (или тфу тфу тфу стуканет движок) и буду я весь поход не легкую косилку таскать а тежелючий и ужу бестолковый гаджет - а выкинуть жаба задушит.
Если делать редуктор, то почему бы тогда не делать ногу ?
Хотя ...
ну вобщем эт действительно дело вкуса, я просто для себя пытаюсь понять гаджетить или граблить :) 
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 04 Апреля, 2009, 16:46:50
Дык, независимо от степени гламурности косилка, у каждого встает вопрос винта. Поэтому, мне кажется, чем больше будет освещено разных технологий - тем лучше. А еще (по себе сужу) - на подобные картинки очень полезно бывает смотреть, даже если конкретно подобного повторять и не собираешься. Бывает, что увиденное дает толчок мыслям для совершенно не связанного проекта...
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 04 Апреля, 2009, 22:09:58
Илья, судя по фото, запасена еще парочка лопастей и их можно будет добавить, если двухлопастной винт на быстроходности 5 окажется слишком "дыряв"? 

А мне в башку уже дня три крамола лезет, даже писать стеснялси. Но распирает, зараза. Представляется, что чем меньше размер ротора, тем меньше его лопасти должны походить на рекомендации Розина и Пигота. Рейнольдс беспокоит, как Гондурас. Лопасти мне видятся в виде трапеций, относительно широких в корне и со стреловидной передней кромкой. Или с разверткой, похожей на крыло Бартини (как у Ту-144 и Конкорда). И с тонкой, выставленной вперед ступицей.   Это должно увеличить Re у ступицы, где окружная скорость никакая. Стреловидная передняя кромка - чтоб создать за ней вихревые шнуры имени Мархая...
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 04 Апреля, 2009, 22:39:15
Эх....так меня и подрывает, теория авторотации разработана досканально, не проще посидеть за поисками и расчётами чем лить и лить сомнительные варианты, без обид. По поводу числа Ре, чем меньше модель тем лучше летает.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 05 Апреля, 2009, 01:00:41
Авторотация, если имеешь в виду автожирно-вертолетную, не совсем то. Если этот принцип применить для буксируемой турбинки, получим идеальный тормоз, а сколько-нибудь заметной мощности снять не удастся. Там разные части лопасти работают с разными углами атаки (не путать с углами установки) . Одна часть вращает, другая создает тягу вверх, на что и расходуется почти вся мощность.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 05 Апреля, 2009, 02:55:25
не проще посидеть за поисками и расчётами чем лить и лить сомнительные варианты, без обид.

Если считаешь, что эту задачу можно решить ПРОСТО, "посидев и посчитав", то это лишь потому, что в тему ты вник лишь % на 5. Отсюда и иллюзия простоты (без обид). Я интересовался этой темой лет 5, прежде чем начал руки пачкать (полтора месяца назад).
В сети практически отсутствует материал на эту тему и я не вижу иного способа добиться результата , кроме как долго и нудно долбать в одну точку.

Илья, судя по фото, запасена еще парочка лопастей и их можно будет добавить, если двухлопастной винт на быстроходности 5 окажется слишком "дыряв"? 

 Представляется, что чем меньше размер ротора, тем меньше его лопасти должны походить на рекомендации Розина и Пигота.  

... Это должно увеличить Re у ступицы, где окружная скорость никакая. Стреловидная передняя кромка - чтоб создать за ней вихревые шнуры имени Мархая...

 Нет, две лопасти я сделал в запас. При таком диаметре винта делать неубиваемый винт чревато, т.к. можно угробить вал. Лучше запастись запасными лопастями.
 Винт идеологически двухлопастной из-за соображений быстроходности. Пока меня беспокоит лишь момент при запуске. Я опасаюсь, что с минимальной скорости он может и не раскрутиться. Хотя я и просчитал по кусочкам суммарный момент, и вроде хватает.
 Рекомендации Розина? Если ты имеешь виду узкую лопасть с большим удлинением, то лично у меня это протеста не вызывает. У турбины получается очень маленькая величина мощности на площадь ометаемой поверхности (на порядок меньше, чем у винта-движителя). Значит, и дисковое соотношение большое не нужно. Ну да, ещё рейнольдсы... Судя по всему, лопасти вбизи ступицы и так не дадут много тяги. Розин упоминает, что ступицу можно делать большой, т.к. площадь ступицы в треть диаметра винта, это сего 11% от ометаемой поверхности. Так не всё ли равно, какие рейнольдсы в этой зоне? Зато на периферии скорость будет очень неплохой.

 Ещё: поскольку редуктор крепится к стойке хомутом, а лопасти поворачиваются на 360 гр., то винт можно расположить как спереди, так и сзади редуктора. В последнем случае, стойка обеспечит турбулизацию потока перед винтом. Вообще, если честно, я не очень боюсь проблем с рейнольсами (может, по незнанию).

 Широкие лопасти явно уменьшат быстроходность винта. Возможно, в идеале и не надо гнаться за быстроходнотью, а использовать мультипликатор  с большим повышением и 3-х или 4-х лопастной винт с нормальными установочными углами и большими лопастями. Но мне уже поздно переигрывать, поэтому попробую как есть.
 

Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 05 Апреля, 2009, 16:51:05
http://twistairclub.narod.ru/bratgyro/new_page_33.htm Вот тут описан случай, ПАРАШЮТИРОВАНИЯ РОТОРА, то есть режим ветряной мельницы, чисто ваш случай, и потом не надо искать лишь в нете, в библиотеке есть множество книг с теорией авторотации. Ваш случай это именно авторотация и не чего более, и потом расчёт генераторов ГЭС, не экзотика. В этой книге, подробнейший расчёт ГИДРОТУРБИН http://library.kpi.kharkov.ua/BIBLIOGR/TRUD%20NTY/trud2008_12.htm возможно она есть в библиотеке МГУ.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 05 Апреля, 2009, 16:59:09
Вот ещё одна книга. "Большие заслуги в деле организации гидротурбостроения на московских заводах, а также в организации ВИГМ принадлежат В. С. Квятковскому. На базе расчетно-экспериментальных работ ВИГМ В. С. Квятковский в 1951 - 1952 гг. написал книгу "Рабочий процесс осевой гидротурбины", содержащую ценные сведения по рассматриваемым вопросам и дающую руководящие указания к улучшению существующих методов расчета лопастей осевых гидротурбин."
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 05 Апреля, 2009, 17:02:18
Авторотация, если имеешь в виду автожирно-вертолетную, не совсем то. Если этот принцип применить для буксируемой турбинки, получим идеальный тормоз, а сколько-нибудь заметной мощности снять не удастся. Там разные части лопасти работают с углами атаки (не путать с углами установки) разного знака. Одна часть вращает, другая создает тягу вверх, на что и расходуется почти вся мощность.
Рассматриваются разные варианты авторотации, в том числе прямое парашютирование что есть ваш вариант, нужный вам момент всегда можно ввести в формулу в виде сопротивления лопастей, то есть обмануть формулу.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 06 Апреля, 2009, 00:55:28
http://twistairclub.narod.ru/bratgyro/new_page_33.htm Вот тут описан случай, ПАРАШЮТИРОВАНИЯ РОТОРА, то есть режим ветряной мельницы, чисто ваш случай, и потом не надо искать лишь в нете, в библиотеке есть множество книг с теорией авторотации. Ваш случай это именно авторотация и не чего более, и потом расчёт генераторов ГЭС, не экзотика. В этой книге, подробнейший расчёт ГИДРОТУРБИН http://library.kpi.kharkov.ua/BIBLIOGR/TRUD%20NTY/trud2008_12.htm возможно она есть в библиотеке МГУ.

 Обе ссылки не прольют и капли света на эту проблему. Кроме того, сайт Мистера Твистера я и так знаю назубок, ибо всегда неровно дышал к автожирам. Общие вопросы, имеющие отношение как к автожирам, так и к гидротурбинам имеются. Однако, применительно к гидротурбине важны и вопросы частные, которые автожирщикам просто неинтересны. Понять "каким именно должен быть винт" по материалам этого сайта нельзя.

 Во второй ссылке описание книги по расчёту реактивной турбины Френсиса. У меня полно этой информации в бумажном виде. Никакого отношения к расчёту свободнопоточной пропеллерной турбины эта информация также не имеет. ЗАК правильно сказал, что кроме сайта Розина, на эту тему ничего нет.

 Признаю, что изготовление первого винта было ошибкой. Однако, эта ошибка лишь наиболее явная во всей затее, но были и другие. Но, никто и не говорил, что будет легко. Во всяком случае, я ничего не слышал про гениев, которые покопавшись в сетке с ходу сделали правильные выводы и изготовили работоспособное устройство, аналогичное по сложности.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 06 Апреля, 2009, 01:46:28
Ну да, наша цивилизация не в силах рассчитать гидротурбину....По чему не подходят винты автожиров не пойму, ведь зная расчёт винта, можно сделать выводы...и по геометрии...тем не менее последний винт, за счёт шага всё равно будет работать, как то....Не на первое пересечение дык на второё попадёт.Я больно в ссылках не копался, но по моему найти можно, ГЭС кто то проектирует...кого то кто то учит этому...
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 06 Апреля, 2009, 02:33:52
И вообще, думается: в этом случае, диаметр винта будет задаваться, максимально возможным из соображений эксплуатации(по крайне мере это гарантия получения макс.момента на малых скоростях). Далее, в первом приближении лопасти прямоугольные в плане, считаем по теории авторотации двухлопастной винт, хорда а соответственна и толщина профиля минимальны (по этому и прямоугольные в плане), из ходя из прочности. Если не проходит, добавляем лопасть, и т.д.  Так как скорость потока мала то винт должен быть похож на вертолётный. Вариант второй: Диаметр опять максимальный, лопасти две, добиваемся нужной скорости вращения углом установки. Далее начинаем обрезать диаметр, и увеличивать уст. угол. до тех пор пока расчётный угол атаки к потоку не будет оптимальным для данного профиля.  (уже кто то уважуху в низ тыкнул)))), конечно....спорить с "метрами")))) катамарана строения, а не теории винта!!!) В любом случае, для малых скоростей макс. кпд. это винт большого диаметра и минимальной хорды, то есть фактически, макс. удлинение лопастей.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 06 Апреля, 2009, 03:08:28
То есть, для данных скоростей, всё сводиться к максимальному диаметру, максимальному удлинению лопастей, и оптимальному углу атаки (не путать с углом установки). Количество лопастей, необходимое для создания момента на данной скорости потока.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 06 Апреля, 2009, 03:51:22
Сегодня маленько покрутил дрель-шуруповерт токарным станком. Не так основательно, как Илья, а так...
Про нее известно: китайская, от рожденья афигенный диаметральный люфт вала (у меня их две, на обоих), на 18 вольт, nmax=500 об/мин.

Мерял только ЭДС на разных оборотах и очень грубо - момент (безменом на малом плече, тьфу).
Можно использовать в кач. тахометра для могучих вертелок, ЭДС с оборотами растет. На пятистах оборотах только 12-ти вольтовый аккумулятор получится заряжать. Но это все фигня, редуктор воет, аж противно. Предсмертным каким-то голосом. В общем, если не менять редуктор, то крутить ее на 12 вольт желания не возникает. На 6в - еще терпимо, там обороты поменьше нужны. Но тоже не гламурно.
Потребная мощность на валу без электрич. нагрузки растет с оборотами. На 5-ти стах - около 100вт. В режиме зарядки напрочь засаженного аккумулятора - около 300вт. Режим зарядки варварский, но кроме аккумулятора другой нагрузки под руку не попалось.

Добиваю расчет раскроя двухлопастного пропеллера из одного куска трубы с одной из кромок лопастей, расположенной по образующей цилиндра. На входе - диаметр трубы, диаметр винта, шаг. На выходе - таблица раскроя.
Технологии раскроя две: разметка непосредственно на трубе и построение развертки на бумажке. Ничего, сложней штангенциркуля, не требуется, построения углов нет.  У такого винта есть одна противность для расчета - если одна кромка идет по радиусу, то вся лопасть располагается "сбоку" от него и хорды вблизи оси вращения заметно отклоняются от перпендикуляров к прямой кромке. Поэтому приходится сперва ловить конец хорды на кривой кромке, а потом для удобства раскроя считать проекции хорд на плоскость, перпендикулярную оси трубы.
Можно и отдельные лопасти кроить, если их больше двух надо. А может и двух не надо, фигня полная. Но простота изготовления толкает попробовать сунуть такое в воду.

Фруд, в уважуху тебе не тыкал (когда тыкаю, так и говорю, что на, получи), но пургу ты гонишь, как геликоптер. На чем основаны твои рекомендации? Да ни на чем, кроме общих аналогий, к тому же - сомнительных. У Розина хоть на теориях и самоличных экспериментах с гидряками, а не "прямом парашютировании", которое вовсе не при чем. Ты тормозить хочешь, или мощность с вала снимать при минимальном торможении? "Формулу обмануть можно"? Покажи. А если и можно, то нахрена трактор на велосипеды распиливать? 
И при чем тут "метры))))", и о какой конкретно теории винта речь? Если ты большой спец в этих теориях, то поконкретней плиз и попредметней.

Фу черт, ты еще написать успел. "Все" (что "все"?) не сводится ни к максимальному диаметру, ни к максимальному удлинению. Ляляля. Сформулируй (для себя) цели, потом пиши. А если цель - максимальный размер караганды, то и не пиши.  А пока цели нет, про оптимальность лучше не говорить.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 06 Апреля, 2009, 04:23:47
 Цель, макс кпд, при диаметре в разумных пределах.Не Вас имел в виду (про уважуху). Подготовлю всё это в удобопонятной форме. Однако заметьте, в старые времена что бы получить необходимую мощность на ветряках ставили множество лопастей, на винт маленького диаметра (амер. фермеры). По тому что не было материалов, фанера да жесть. А теперь стремятся сделать больший диаметр при меньшем количестве лопастей, так как для маленьких скоростей чем больше диаметр тем лучше. С этим Вы согласны?  Какая теория, теория рассматривающая лопасть как крыло бесконечного удлинения. Применима для винтов типа вертолётных. (теория оторвавшегося от расчалок шверта ;) и совершающего движение в бок, на карданчике) Для вашего последнего винта, она применима в следствии большого удлинения лопастей.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 06 Апреля, 2009, 12:40:26
 То Фруд.
В уважуху принципиально вообще никогда не тыкаю, поэтому и не я тоже. Если в выходные всё получится, ЗАКу с оказией поставлю пузырь и очень большой(вместо уважухи).

Ага! Судя по последним постам, появился некоторый интерес к теме ;). Добавлю, чего ты ещё не накопал:
 Большое удлинение порождает узкие лопасти и проблему с Рейнольдсами. Ротор попросту может не раскрутиться. А широкие лопасти снижают быстроходность. Далее: лопасть с рекомендованной толщиной 5%, это изделие для аэродинамической трубы. А для реальной жизни неприемлемо, т.к. она сломается при транспортировке. Стальная не сломается а согнётся, что не лучше, т.к. при столь малых углах она должна быть идеальной. Почему ветряки многолопастные до сих пор не умерли: смотреть у Розина "самодельный низкооборотный ветряк" (могу путать слова). В общем, быстроходные роторы, это высокий к.п.д., но геморрой с пуском. А у ветряков, ещё и с шумом.

 Откуда информационный вакуум? Очень просто: не применяются такие гидротурбины в большой энергетике. А применяются только турбины в каналах, для того, чтобы отсосать из воды всё до последней капли. Полевые гидростанции такого типа тоже не применяются, т.к. гирляндные малые ГЭС гораздо удобнее в монтаже и монопольно заняли эту нишу (бесплотинные ГЭС). А кому интересны пропеллерные ГЭС? А только яхтсменам. Есть пара фирм, которые всё это посчитали и выпускают такие турбины. Но они отнюдь не собираются публиковать свои НИРы на эту тему, ибо альтруизмом сыт не будешь. Даже фотографий винтов крупным планом фиг найдёшь!

 У меня батя - заслуженный гидротехник, строил Братск, Устилим, Плявинис, Ингури и кучу других станций. Я и его озадачил, чтобы в библиотеке Гидропроекта всё нашёл. Чёрта с два! Нету. Для геологов - только гирлянды.

Литьём я занимался преступно мало. По хорошему, надо отливать вариантов 10 пар лопастей с разной геометрией, чтобы найти оптимум. К сожалению, уже не успеваю. Если не получится с последними - откладываю НИР на следующий год.

ЗЫ: предлагаю "на ты", а то в официальном обращении я некую угрозу ощущаю, типа "Подсудимый, встаньТЕ".
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 06 Апреля, 2009, 14:02:53
По поводу уважухи, я знаю кто, раздражает эта функция...Но молчать, не вступать в споры, не думать...не могу...Не привык выражать свои мысли внятно, но в голове начинает вырисовываться картина, складывается представления...Похоже что всё же главное ограничение удлинения лопастей в материалах (вы правы), то есть удлинение лопастей максимально возможное при наших материалах. Заку. Не требуйте от меня конкретных расчётов и теорий так скоро, я делюсь своими предположениями, и измышлениями как и Вы. Потому что кроме "предположений" и полуэмпирических примерных расчётов у нас не чего нет. Но это пока...http://www.vetryaky.ru/raschet-lopastey-dlya-vetryakov/
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 06 Апреля, 2009, 14:39:53
Цитировать
По хорошему, надо отливать вариантов 10 пар лопастей с разной геометрией, чтобы найти оптимум.
- Это точно. Собсно, по этому пути я и делал свои винты из листа, от 2 до 5 лопастей... Без рассчетов, вода все покажет.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 07 Апреля, 2009, 12:40:29
Цитировать
По хорошему, надо отливать вариантов 10 пар лопастей с разной геометрией, чтобы найти оптимум.
- Это точно. Собсно, по этому пути я и делал свои винты из листа, от 2 до 5 лопастей... Без рассчетов, вода все покажет.
А какие могут быть расчёты, когда характеристика (внешняя) косилки не известна....
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Aleksk от 07 Апреля, 2009, 13:13:13
http://www.priborist.net/rus/images/stories/files/datchikitahometrov.pdf
у меня гдето был похожий трехфазный с повышающим редуктором. Маленькие лампочки на 6 вольт можно было зажечь не напрягаясь, раскручивая вал с частотой 2...3 оборота в секунду.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 08 Апреля, 2009, 12:03:04
ТурбоПеликан в качестве плавучей лаборатории.
 Сзади турбина не влезла, конфликт с Ветерком. Впрочем, так и лучше, поток невозмущённый, как под мостом катамарана.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 13 Апреля, 2009, 17:44:36
В выходные испытали турбину.
Испытания прошли криво, т.к. у Ветерка развалилась помпа и мы остались без мотора. Зато было 150 метров верёвки и машина. Два падлера, разматывая верёвку пересекали Москву-реку на вёслах и давали отмашку. Машина, двигаясь по полю тащила Пеликан 150 метров со скоростью 8-9 км/ч. При буксировке производились измерения  тока отдачи генератора.  Фанатизма хватило на три заезда. В каждом заезде устанавливались разные углы атаки винта. Ввиду неизвестности скорости течения, точные цифры неизвестны, но в целом уже понятно, что затея с турбиной оправдалась. Максимально полученный ток отдачи составил 7 ампер. Рейнольдсов для раскрутки винта хватает, авторотация начинается от 4-5 км/ч. Оптимальный угол атаки (как показалось) 3 гр.  Пробовал и 9 гр. по Розину, но это явно экстремизм. Сопротивление  не соответствует отдаваемой мощности.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: andsub от 13 Апреля, 2009, 17:49:16
В выходные испытали турбину.
Максимально полученный ток отдачи составил 7 ампер. Рейнольдсов для раскрутки винта хватает, авторотация начинается от 4-5 км/ч. Оптимальный угол атаки (как показалось) 3 гр.  Пробовал и 9 гр. по Розину, но это явно экстремизм. Сопротивление  не соответствует отдаваемой мощности.
Очень интересно.А 7А при какой напруге.(под нагрузкой на АКБ12в?)Или сразу скажите реальную мощность.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: MaxZZZ от 13 Апреля, 2009, 17:50:32
... в целом уже понятно, что затея с турбиной оправдалась. ..
Круто! Поздравляем!
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 13 Апреля, 2009, 18:03:41
Очень интересно.А 7А при какой напруге.(под нагрузкой на АКБ12в?)Или сразу скажите реальную мощность.

Автомобильный аккумулятор перед испытаниями был подсажен на треть ёмкости. Поскольку зарядкой управляет автомобильный реле-регулятор, то и мощность была 7А х 14В. Вообще, есть таблица с характеристикой генератора http://gik.fordak.ru/index.php?action=dlattach;topic=4549.0;attach=14019;image
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: andsub от 13 Апреля, 2009, 18:24:43
Автомобильный аккумулятор перед испытаниями был подсажен на треть ёмкости. Поскольку зарядкой управляет автомобильный реле-регулятор, то и мощность была 7А х 14В. Вообще, есть таблица с характеристикой генератора http://gik.fordak.ru/index.php?action=dlattach;topic=4549.0;attach=14019;image
По богатому.Полезная штука получается.С ветряка столько мощи не снимешь
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 13 Апреля, 2009, 18:35:22
Автомобильный аккумулятор перед испытаниями был подсажен на треть ёмкости. Поскольку зарядкой управляет автомобильный реле-регулятор, то и мощность была 7А х 14В. Вообще, есть таблица с характеристикой генератора http://gik.fordak.ru/index.php?action=dlattach;topic=4549.0;attach=14019;image
По богатому.Полезная штука получается.С ветряка столько мощи не снимешь

 Есть мнение, что с ветряка столько и не надо снимать. Достаточно и 10-15 Вт. Учитывая, что он работает круглосуточно и на стоянках тоже. Так что и с ветряками стоит продолжать.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: kun от 13 Апреля, 2009, 18:41:55
Вопрос
а тащили просто веревкой или веревкой с динамометром ?
было бы крайне интересно увидеть табличку типа : номер заезда : снятая мощность : угол атаки : сопротивление по динамометру.
Понятно, что это не чистое сопротивление а с лодкой и прочим - но прирост сопротивления было бы видно.
Ну ежли динамометра не было (а повторно проверять будете ? ) то хотя бы табличку без сопротивления по всем заездам.
 
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 13 Апреля, 2009, 18:55:08
Вопрос
а тащили просто веревкой или веревкой с динамометром ?
было бы крайне интересно увидеть табличку типа : номер заезда : снятая мощность : угол атаки : сопротивление по динамометру.
Понятно, что это не чистое сопротивление а с лодкой и прочим - но прирост сопротивления было бы видно.
Ну ежли динамометра не было (а повторно проверять будете ? ) то хотя бы табличку без сопротивления по всем заездам.

Нет, без динамометра таскали. В принципе, сопротивление с точностью до 10% расчитывается по остальным параметрам. Но тут неясна скорость, т.к. добавлялось течение реки.
Целью испытаний было понять, стоит ли расчитывать на турбину в этом году, или требуется дальнейший НИР по винтам. Всё получилось, девайс принят на вооружение. Но времени на повторные испытания нет, поэтому точные результаты в виде таблицы будут только в сентябре.

По имеющимся результатам, картина весьма расплывчатая. Было сделано три заезда, с уг. атаки в 3, 6 и 9 градусов. Скорость машины была во всех случаях 8-9 км/ч. Максимальный ток в 7 Азафиксирован на угле атаки в 3 гр. На 9 гр. - 6А, на 6гр. - 5.5А. В общем, точки сильно разбросаны.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 13 Апреля, 2009, 22:30:43
Илья, поздравляю! Скажи, какой винт из упоминавшихся использовали - меньшинький (D=300) или большинький?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 13 Апреля, 2009, 22:39:55
Илья,

а если купить такую штуку -
то можно её переделать под гидротурбину?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Bel от 14 Апреля, 2009, 00:16:56
Вопрос от дилетанта по поводу гидротурбины: Возможен ли вариант с генератором и редуктором на палубе и буксируемым на тросе винтом (турбиной ). Я для себя рассматривал такой маломощный вариант на 0.5- 1А для подзарядки мобильников и GPS
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 14 Апреля, 2009, 00:43:10
Вопрос от дилетанта по поводу гидротурбины: Возможен ли вариант с генератором и редуктором на палубе и буксируемым на тросе винтом (турбиной ). Я для себя рассматривал такой маломощный вариант на 0.5- 1А для подзарядки мобильников и GPS

http://www.shop.solar-wind.co.uk/acatalog/Water_turbine_LVM_Aquagen_Generators_Brochure.pdf
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 14 Апреля, 2009, 12:43:51
Илья, поздравляю! Скажи, какой винт из упоминавшихся использовали - меньшинький (D=300) или большинький?

Спасибо! И тебя поздравляю, как участника и эксперта.

Винт был 320. Я все лопатки одинаковые сделал из жадности. Подрезать собираюсь по итогам первого же перехода. Может, и не надо подрезать, т.к. средняя скорость на маршруте находится где-то на пороге генерации. Вообще, оптимизировать угол атаки надо исходя из начальной скорости генерации.

 Для уменьшения сопротивления на высоких скоростях собираюсь ставить резинку на "турбин-линь". При избыточном давлении на ротор турбина будет откидываться в поднятое положение, меняя площадь ометаемой поверхности. А на ещё больших скоростях выйдет на суперкавитирующий (двухсредный) режим. Есть надежда, что авторотация при этом срываться не будет, т.к. при снижении оборотов будет падать и сопротивление.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 14 Апреля, 2009, 19:06:41
Илья,

а если купить такую штуку -
то можно её переделать под гидротурбину?

Скорее всего, нельзя. Для такой компоновки (без редуктора) потребуется генератор гораздо большего диаметра. Точнее, работать будет, но начальная скорость генерации будет под 20 узлов.

Вопрос от дилетанта по поводу гидротурбины: Возможен ли вариант с генератором и редуктором на палубе и буксируемым на тросе винтом (турбиной ). Я для себя рассматривал такой маломощный вариант на 0.5- 1А для подзарядки мобильников и GPS

Возможен. Основная проблема - тихоходный генератор. Если удастся найти (изготовить) генератор отдающий  указанные 0.5-1 А при 500 об/МИН, то задача решается. К сожалению, с такими генераторами напряжёнка.

Есть электромоторы с оборотами винта порядка 700 в минуту. Возможно там уже встроен редуктор? Планетарный?
Т.е. если поставить другой винт, то получится низкооборотистый генератор?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Хипп от 14 Апреля, 2009, 22:36:28
Илья. А какое ваше мнение об англичанине, который сделал зарядку из двигателя ЛЕГО и скороварки? Есть смысл на привале застегнуть на котле крышку и устроить тепловоз для зарядки аккумуляторов?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: andsub от 14 Апреля, 2009, 23:20:20
Илья. А какое ваше мнение об англичанине, который сделал зарядку из двигателя ЛЕГО и скороварки? Есть смысл на привале застегнуть на котле крышку и устроить тепловоз для зарядки аккумуляторов?
Я не Илья,но выскажусь.Только наверное паровоз.Идея достойна внимания(особенно при наличии скороварки в прямом пользовании).Видел как то в инете сделали небольшой паровичек по такой схемке http://www.animatedengines.com/oscillatingsteam.shtml
при небольших размерах можно было ватт до 10 снимать с гены.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 15 Апреля, 2009, 01:49:41
...а если купить такую штуку -
то можно её переделать под гидротурбину?

Скорее всего, нельзя. Для такой компоновки (без редуктора) потребуется генератор гораздо большего диаметра. Точнее, работать будет, но начальная скорость генерации будет под 20 узлов.

Есть электромоторы с оборотами винта порядка 700 в минуту. Возможно там уже встроен редуктор? Планетарный?
Т.е. если поставить другой винт, то получится низкооборотистый генератор?

 К сожалению, я ничего не знаю про эти моторы. Может быть, и есть там редуктор.
Но и в этом случае успех сомнителен. В отличии от винта- движителя, винт-турбина имеет скольжение в противоположном направлении. Грубо говоря, на моторе винт обгоняет поток а на генераторе - отстаёт от потока. Разница очень большая и простым уменьшением шага винта вряд ли удастся решить эту задачу. Кроме того, винт турбины в принципе не может раскрутиться до бОльших оборотов, чем позволяет БЫСТРОХОДНОСТЬ ротора, эмпирический параметр, который определяется числом лопастей и скоростью потока. Например, двухлопастной винт диаметром 320мм в принципе не раскрутится выше 600 об/мин при скорости потока в 6 км/ч, сколько не уменьшай шаг лопастей.

... Возможен ли вариант с генератором и редуктором на палубе и буксируемым на тросе винтом (турбиной ). Я для себя рассматривал такой маломощный вариант на 0.5- 1А для подзарядки мобильников и GPS

Возможен. Основная проблема - тихоходный генератор. Если удастся найти (изготовить) генератор отдающий  указанные 0.5-1 А при 500 об/МИН, то задача решается. К сожалению, с такими генераторами напряжёнка.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 15 Апреля, 2009, 01:54:06
Видел как то в инете сделали небольшой паровичек по такой схемке http://www.animatedengines.com/oscillatingsteam.shtml

 Машинку с качающимся цилиндром я в детстве делал. Правда, на сжатом воздухе. Очень забавная игрушка получилась! Впрочем, практическое применение не более, чем у двигателя Стирлинга.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 16 Апреля, 2009, 19:04:23
...а если купить такую штуку -
то можно её переделать под гидротурбину?

Скорее всего, нельзя. Для такой компоновки (без редуктора) потребуется генератор гораздо большего диаметра. Точнее, работать будет, но начальная скорость генерации будет под 20 узлов.

Есть электромоторы с оборотами винта порядка 700 в минуту. Возможно там уже встроен редуктор? Планетарный?
Т.е. если поставить другой винт, то получится низкооборотистый генератор?

 К сожалению, я ничего не знаю про эти моторы. Может быть, и есть там редуктор.
Но и в этом случае успех сомнителен. В отличии от винта- движителя, винт-турбина имеет скольжение в противоположном направлении. Грубо говоря, на моторе винт обгоняет поток а на генераторе - отстаёт от потока. Разница очень большая и простым уменьшением шага винта вряд ли удастся решить эту задачу. Кроме того, винт турбины в принципе не может раскрутиться до бОльших оборотов, чем позволяет БЫСТРОХОДНОСТЬ ротора, эмпирический параметр, который определяется числом лопастей и скоростью потока. Например, двухлопастной винт диаметром 320мм в принципе не раскрутится выше 600 об/мин при скорости потока в 6 км/ч, сколько не уменьшай шаг лопастей.

... Возможен ли вариант с генератором и редуктором на палубе и буксируемым на тросе винтом (турбиной ). Я для себя рассматривал такой маломощный вариант на 0.5- 1А для подзарядки мобильников и GPS

Возможен. Основная проблема - тихоходный генератор. Если удастся найти (изготовить) генератор отдающий  указанные 0.5-1 А при 500 об/МИН, то задача решается. К сожалению, с такими генераторами напряжёнка.


Вот нашел низкооборотистый генератор.

Permanent Magnet Alternator - http://www.windbluepower.com/Permanent_Magnet_Alternator_Wind_Blue_Low_Wind_p/dc-540.htm

И тут - http://www.fossilfreedom.com/alternator-conversion.html
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 16 Апреля, 2009, 19:50:05
От 150 об/мин, это круто. Даже сомнения лёгкие появились. По компоновке и размерам как автомобильный, значит и начальная точка примерно такая же должна быть.
У меня генератор такого же типа. Вторая ссылка - прямо про него.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 16 Апреля, 2009, 20:19:43
Если взять лодочный электромотор на 24 вольта, может он при меньших оборотах будет давать 12 вольт?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 16 Апреля, 2009, 20:50:08
Если взять лодочный электромотор на 24 вольта, может он при меньших оборотах будет давать 12 вольт?
Может, будет, а может и нет. Как проверить? В магазине покрутить не дадут. Остаётся купить с риском потом выкинуть. Поэтому все пути и ведут к рукоделию.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 17 Апреля, 2009, 02:15:50
http://www.ginlong.com/wind-turbine-pmg-pma-permanent-magnet-generator-alternator-GL-PMG-500A.htm

http://www.sullivanuav.com/images/products/S675-300%20Data%20Sheet.pdf

http://www.scribd.com/doc/487913/Alternator-Secrets
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 28 Апреля, 2009, 22:23:08
Илья, а почему ба выбрана схема с ногой от мотора, а не схема газонокосилки.

Потери на редукторе наверно достаточно большие?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 28 Апреля, 2009, 23:37:15
Без мультипликатора при данном генераторе потребовалась бы быстроходность турбины около 10-ти. А это не очень реально. Иными словами, турбинку диаметром 320мм на 1000 оборотов (под нагрузкой!) при скорости 3м/с вывести можно, а на 2000 - фиг. Салютовский редуктор задом наперед и дает примерно двухкратное умножение.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 29 Апреля, 2009, 01:02:21
Без мультипликатора при данном генераторе потребовалась бы быстроходность турбины около 10-ти. А это не очень реально. Иными словами, турбинку диаметром 320мм на 1000 оборотов (под нагрузкой!) при скорости 3м/с вывести можно, а на 2000 - фиг. Салютовский редуктор задом наперед и дает примерно двухкратное умножение.

А если поставить вот этот - то редуктор не нужен?

http://www.windbluepower.com/Permanent_Magnet_Alternator_Wind_Blue_Low_Wind_p/dc-540.htm

(http://www.windbluepower.com/v/vspfiles/assets/images/dc540chart.jpg)

(http://www.windbluepower.com/v/vspfiles/photos/DC-540-2T.jpg)
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 29 Апреля, 2009, 01:24:39
Илья, а почему ба выбрана схема с ногой от мотора, а не схема газонокосилки.

Потери на редукторе наверно достаточно большие?

ЗАК правильно ответил. А ещё: потери в гибком вале всяко больше, чем в шестерёнках.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 29 Апреля, 2009, 01:26:57

А если поставить вот этот - то редуктор не нужен?

http://www.windbluepower.com/Permanent_Magnet_Alternator_Wind_Blue_Low_Wind_p/dc-540.htm

(http://www.windbluepower.com/v/vspfiles/assets/images/dc540chart.jpg)

(http://www.windbluepower.com/v/vspfiles/photos/DC-540-2T.jpg)


Типа не нужен. Но другая проблема - его фиг сдвинешь при старте (из-за постоянных магнитов). Мой уж на что легко крутится, и то не сразу стартует.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 29 Апреля, 2009, 02:45:10
Илья, совсем не все генеры с пост. магнитами залипают. Слыхал, что  проблема эта успешно решена самодельщиками (и довольно понятно - как). Видимо, уже и серийщики поспели. Мой консультант по велосипедным динамо-ступицам написал, что есть и вовси не залипающие. Но немецкие. Но денег стоят от своей немецкости. Емейд писал, что уже и азиатская Шимано научилась.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: CB от 29 Апреля, 2009, 09:24:19
Цитировать
ЗАК правильно ответил. А ещё: потери в гибком вале всяко больше, чем в шестерёнках.
Зато там сальник с большим трением не нужен. AquaGen, например, именно так устроен - крепится на релинге, гибкий вал без какого-либо ограждения к турбинке в воде.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 29 Апреля, 2009, 11:18:16
Зато там сальник с большим трением не нужен. AquaGen, например, именно так устроен - крепится на релинге, гибкий вал без какого-либо ограждения к турбинке в воде.

Сальник всё равно нужен. Причём, точно такой же как у меня, ибо других и не бывает.  Любое негерметичное электротехническое изделие в морских плаваниях на глазах теряет работоспособность.

 AquaGen никакого отношения к косилочной схеме не имеет. Там гибкий вал крутится в воздухе, т.е. без кожуха. От буксируемой турбины я отказался из-за целой кучи неудобств (см.первое сообщение этой ветки).

ЗАК, я не врубаюсь, как они могут не залипать. Конкретно этот генератор вообще переделан из автомобильного. Т.е. полюсов там одинаково на роторе и статоре. Попробуй шевельни автомобильную гену с включенным возбуждением! Хотя похоже, что для ветряков генераторы с электромагнитным возбуждением вообще не используются. Наверное, из экономии вырабатываемого электричества.

В принципе, страгивать такие генераторы (как по ссылке Емейд) можно с помощью коммутатора для авиамодельного мотора. Правда, надёжности всё это не добавит.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 29 Апреля, 2009, 11:37:44
Там на сайте в отзывах клиентов есть иформация о проворачивании пальцами и достижения 7 вольт при этом. Вряд ли это было бы возможно при залипании
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 29 Апреля, 2009, 12:31:28
Там на сайте в отзывах клиентов есть иформация о проворачивании пальцами и достижения 7 вольт при этом. Вряд ли это было бы возможно при залипании

А полевой телефон тоже крутится пальцами и при этом вырабатывает под 100 В :), кстати, с залипухой на полюсах.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: kun от 29 Апреля, 2009, 13:20:22
А полевой телефон тоже крутится пальцами и при этом вырабатывает под 100 В :), кстати, с залипухой на полюсах.
Пальцами... Фигушки. Я первый раз когда ручку полевого телефона крутил - думал заклинило - а оказалось это у нее нормальное явление. Пальцами ее точно никак.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: EMayd от 29 Апреля, 2009, 16:10:17
Они пишут в характеристиках - "Нулевое залипание" - "Zero Cogging "
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: ЗАК от 29 Апреля, 2009, 21:40:31
Илья, хоть и надеюсь на правильность своего понимания, как генер может не залипать, но описывать это душевное понимание пока не готов. А проверяться и углубляться в предмет счас некогда - кляпать надо. Автомобильные применяются редко потому (насколько я понял), что в слабые ветра (на низких оборотах) обмотка возбуждения жрет примерно столько же, сколько прибор генерит. 
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 29 Апреля, 2009, 22:25:53
А проверяться и углубляться в предмет счас некогда - кляпать надо.

Во-во, кляпать нада, и я про то. Как раз сейчас раны на корпусах зализываем.

 Думаю, что в этом году выясню главное: хорошо ли жить с турбиной, или лучше бензин глотать (или ветряк). Для этого вполне хватит и имеющнгося генератора.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 01 Июня, 2009, 17:49:01
Илья, в таблице что значит "реакция дейдвуда"? Пытаюсь углубиться в тему расчётов, но время почти нет.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 01 Июня, 2009, 18:16:19
Илья, в таблице что значит "реакция дейдвуда"? Пытаюсь углубиться в тему расчётов, но время почти нет.

 Эко я оттопырил...
Сопротивление винта движению судна.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 02 Июня, 2009, 12:58:24
Вру. Реакция дейдвуда, это снималось при лабе, когда я мерил момент на винте. Т.е. промежуточная величина при расчёте. Опирал генератор на электронные весы, обнулял и мерил давление генератора на весы.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 05 Июня, 2009, 19:29:44
Ну это и есть сопротивление. Или что?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 05 Июня, 2009, 22:29:35
Ну это и есть сопротивление. Или что?

Разделив на расстояние от вала винта до весов получаем момент на валу турбины.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Ustas от 06 Июля, 2009, 18:53:32
Интересная тема.
Сам в этом сезоне планирую опробовать свой мотор-генератор. У меня правда задачка чуть посложнее и электромотор и генератор в одном флаконе, пришлось повозитсья с электроникой,  и еще, учитывая, что генератор на постоянных магнитах, проблема со стабилизацией напряжения зарядки...
Вчера на даче проверял как мотор в бочке с водой - крутит бодро чуть всю бочку не выплеснул.. через неделюку проведу натурные испытания на лодке.... спешно ищу кумуляторы, барыги на рынках ценник в два раза задирают :(
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Serge37 от 07 Июля, 2009, 12:05:50
.... спешно ищу кумуляторы, барыги на рынках ценник в два раза задирают :(

Попробуй посмотреть по сылке http://www.1000va.ru/shop/?dir=37&pid=876 (http://www.1000va.ru/shop/?dir=37&pid=876)
Там у них много чего есть.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 07 Июля, 2009, 15:22:23
http://www.valgen.ru/akkumulyatory_schelochny
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Аркадий Аверченко от 07 Июля, 2009, 21:36:30
Интересная тема.
Сам в этом сезоне планирую опробовать свой мотор-генератор. У меня правда задачка чуть посложнее и электромотор и генератор в одном флаконе, пришлось повозитсья с электроникой,  и еще, учитывая, что генератор на постоянных магнитах, проблема со стабилизацией напряжения зарядки...
Вчера на даче проверял как мотор в бочке с водой - крутит бодро чуть всю бочку не выплеснул.. через неделюку проведу натурные испытания на лодке.... спешно ищу кумуляторы, барыги на рынках ценник в два раза задирают :(

А вот объясните чайнику, почему когда Вы подсоединяете мотор к АКБ, тот не вращается как мотор, а наоборот отдает электричество в цепь? Момент на винте от набегающего потока больше чем от мотора?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 07 Июля, 2009, 23:55:09
Если начать помогать мотору вращаться (подкручивать его), постепенно увеличиваяобороты, то в определённый момент ток между АКБ и мотором станет равен нулю. А если дальше поднимать обороты, то он начнёт расти, но уже с противоположным знаком, т.е. заряжать АКБ.
Перспектива использования мотора в качестве генератора мне кажется весьма сомнительной. Слишком уж там всё получается разным, у турбины и мотора. Винты точно придётся менять.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Ustas от 09 Июля, 2009, 16:22:43
Тоесть, Илья, ты утверждаешь, что если штатный винт от мотора погрузить в набегающий поток - он вращаться не будет ?
Помоему весь вопрос  в моменте страгивания. Если обеспечить малый момент то раскрутка будет,  дальше уже дело в токе , чем больше будет скорость потока и соответственно вращения тем больше напряжение и соотвественно ток в цепи  мотор ->Акк. 
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 09 Июля, 2009, 16:29:53
Цитировать
если штатный винт от мотора погрузить в набегающий поток - он вращаться не будет ?
- Будет. Более того, в одной из тем на форуме К-Я, было упоминание о двухмоторном дизельном катере, на котором заводили один дизель стандартным способом, затем давали ход, а второй заводился "с толкача". Т.е. раскручиваясь через винт от набегающего потока.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Ustas от 09 Июля, 2009, 16:34:45
Понятно,  что у любой обратимой машины будут мехнические и электрические потери, однако если заложиться на то, что соотношения мощности мотор/генератор = 10, то 1КВт мотор вполне способен генерить 100 Вт для заряда своей же батареи скажем емкостью 50-100 А/час.
Кстати Илья,  из твоих выкладок неясно коков момент страгивания у твоей кастрюли?  на своем, вчера померял ~ 0,2 Hm
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 10 Июля, 2009, 02:42:43
 Момент страгивания мерил, но забыл. Оказалось, что вода - страшная сила, и проблем со страгиванием нет абсолютно.

Андрей, 10% к.п.д. для универсального винта, это голый оптимизм (ИМХО). Винт турбины и винт мотора, это 2 совершенно разных изделия. Если погрузить лодочный винт в поток, то вращаться он буден. Но вращаться и вырабатывать энергию, это не одно и то же.
Помимо того, что винт турбины должен иметь совершенно другие(очень малые) углы установки лопастей (весьма узких) и другой диаметр, профиль лопасти должен быть выгнут в обратную сторону. Если перевенуть лодочный винт задом наперёд, то получится лучше но останется последний дефект - профиль будет обтекаться с заду наперёд. Любой дефект винта сразу отражается на важнейшем параметре - быстроходности, т.е. способности винта развить достаточно высокие обороты.
Все основные параметры винта для турбины см:
http://www.rosinmn.ru/gidro/teoria_propellera.htm
Даже прикидочный расчёт геометрии винта убеждает, что про лодочномотрные винты можно забыть.

Подобную установку стоит начинать мастырить со снятия характеристики генератора. Если речь идёт о подвесном электромотре, то сразу надо расчитывать на электронный импульсный преобразователь, который будет поднимать напряжение от любого до 12 В. В противном случае, начальная рабочая точка генератора будет соответствовать недостижимым для лодки скоростям.

Последовательность расчёта установки (по моему опыту) должна выглядеть примерно так:
1. На своё усмотрение надо определить некую расчётную скорость судна V, при которой хочется получить мощность N.
2.Исходя из этих двух желаемых условий, определить диаметр винта.
3.По выбранному количеству лопастей (их будет две), определить коэф. быстроходности и рабочие обороты винта.
4.Имея готовую характеристику генератора (обороты, напряжение), посмотреть чего он будет генерить на вычисленных оборотах винта.
5.А ещё захочется посчитать сопротивление. Обычно, после этого винт хочется сделать поменьше.
 Удачи!
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Никанор Воронежский от 09 Апреля, 2010, 03:37:26
http://mobipower.ru/
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Илья МГУ от 15 Апреля, 2010, 16:37:22
 К огромным опозданием (по лени) решил поделиться результатами испытания сделанной  мной гидротурбины. Испытания проводились в матрасном плавнии 2009 года в Онежской губе Белого моря.
 С технической точки зрения, затея полностью удалась. Характеристики турбины соответствуют всем расчётам, изделие получилось крепким и надёжным. Однако, у концепции в целом, есть недостатки, из-за которых я полностью потерял интерес к этому способу добывания электричества.
 Главный недостаток - сильное торможение лодки винтом турбины. Эта проблема была понятна и до испытаний. Однако, лишь по ощущениям от реального применения устройства, стало понятно, что этот недостаток перекрывает все его достоинства.
 Турбина работает как ограничитель скорости лодки в 4 узла, не давая никаких шансов разогнаться побыстрее. Учитывая, что с хорошими ходовыми ветрами в прошлом году было довольно туго, использовать удачный ветерок для зарядки аккумулятора не хотелось, даже при большом дефиците энергии.
 Добавление парусов лишь увеличивало нагрузку на такелаж, мало изменяя скорость. Кроме того, на волнении скорость лодки относительно воды значительно меняется, а вместе со скоростью плавают и обороты турбины. Есть ощущение, что раскручивается она не мгновенно, и ток отдачи сильно меньше, чем при такой же скорости и равномерном движении.
Это подтвердилось при движении в штиль на моторе.
 Возможно, я просто пожадничал с мощностью турбины и диаметром винта. Однако, на настоящий момент интерес к гидротурбине потерял полностью и дальше экспериментировать в этой теме, с дугими винтами и генераторами, не собираюсь.
 Проблема с энергетикой на Котоярви остаётся открытой. В этом году предполагается её решать при помощи бензогенератора. 12-вольтовый бензогенератор 20 А уже изготовлен и испытан. Про него заведу новую ветку в этом подразделе.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: DmitryK от 24 Августа, 2010, 13:01:55
Илья, с возвращением!
................................
Коллеги, мне кажется тему "гидротурбина" похоронили рано. Во-первых, для каждого судна подбор винтов (и как следствие - тормозное усилие!) - процесс сугубо индивидуальный. Во-вторых - необходимую мощность для питания устройств надо рассчитывать опять же индивидуально для каждого судна (т.е. конкретных потребителей). Отсюда следствие, что если нужно всего от 15 В/1.5 А (автопилот, навигация, эхолот, приемник), то нужно и генератор делать небольшой. Автомобильным здесь и не пахнет! В-третьих, диапазон "крейсерских" скоростей тоже индивидуален. И если он от 2 до 3 м/с (т.е. 7...11 км/час - это у меня), то выполнив правильно вышеизложенные пункты результат обязательно получится.
Со своей стороны так же провел определенную НИР и получил следующее:
1. Генератор до 120 Вт можно легко сделать самому из хорошо известного мотора вентилятора радиатора. Если число катушек будет, четным (у меня четыре), есть возможность играть в "последовательно/параллельно" и использовать его же с другими приводами (ДВС, к примеру). Т.е. используем "последовательное" при тихоходном приводе (до 2 А) и параллельное (до 8 А) при высокооборотном. Промежуточный вариант 2+2 - возможно и не понадобится.
2. Гидротурбина делается за один день, т.к. необходимый профиль (три типоразмера есть на строительном рынке). Скручивается элементарно в тисках.
3. Относительно привода (гибкий вал или "нога"). Согласен с Ильей, буксируемая крыльчатка крайне неудобна в эксплуатации (хотя с ней в эти выходные испытывал свой генератор). Так что теперь тоже ищу и буду делать угловой редуктор из (скорее всего) "Салюта".

В приложенном архиве - фото генератора и буксируемой турбины.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 24 Августа, 2010, 13:26:37
Идея с готовым выпукло-вогнутым профилем - супер. Хотя с помощью обдирочного диска-"книжки", подобное и самопалом из листа не слишком трудоемко делается. Ступица с возможностью быстрой регулировки угла атаки тоже хороша. Подобное решение можно и для толкающих винтов косилок использовать.
Цитировать
Если число катушек будет, четным (у меня четыре), есть возможность играть в "последовательно/параллельно" и использовать его же с другими приводами (ДВС, к примеру).

- Не вкурил такой момент: перекоммутация возможна прямо на ходу, щелчком тумблера, или все-же надо лезть внутрь движка и перепаивать концы катушек?
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: DmitryK от 24 Августа, 2010, 15:38:33
Причем у этого профиля (варианты 30, 40, 50 мм), можно "затупить" входящую кромку - получится правильный аэродинамический профиль. Чем она тупее, тем больше допустимые углы атаки. Если "прогиб" профиля велик - для "тонкой настройки" используется наковальня и мягкая кувалда. Я, кстсти, сразу приготовил несколько типов лопастей (разный профиль - 30, 40 и разная длина от 90 до 130 мм). Замена занимает 1 минуту. С углом атаки так же проблем нет. Центральная шпилька вклеена в ступицу. Настройка каждой лопасти индивидуальная.
На фото видно - на генераторе стоит автомобильный аудиоразьем на 8 (восемь) концов. Т.е. выведены начала и концы всех четырех обмоток.
Вы правы, можно  коммутировать обмотки тумблером (скорее - галетником) на ходу, а можно сразу приготовить ответные части разъема: для гидро - все последовательно, для ДВС - все параллельно. Использовал диоды Шоттки (16 А/60В), они дают лишние пол-вольта после выпрямления по сравнению с обычными силовыми диодами (их барьер примерно 0.5, вместо 1.1 В).
Если интересно, на 20-ти полюсном моторе было 20 обмоток по 15 витков (провод 0.65). Я сделал 4 обмотки по (примерно) 95...100 витков таким же проводом, т.е. максимум, сколько влезло. Замерял переменное напряжение на каждой и "отматывал" нужное число до равенства напряжений.
Забыл сказать - теперь вращаются магниты. Т.е. ротор и статор поменялись местами. Маленький шкив установлен на изготовленной детали, большой шкив - сама обечайка магнитов.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: Алекс М560 от 24 Августа, 2010, 15:51:45
Цитировать
Забыл сказать - теперь вращаются магниты
- Все, теперь понял. А то ломал голову - как к вращающимся обмоткам доступ и коммутацию получить, четырьмя щетками что ли... Спасибо.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: DmitryK от 24 Августа, 2010, 16:44:12
Моя вина - думал все видно на фото.
С мотора берем только обечайку с магнитами (станет ротором) и "голый" ротор (станет статором). Придется делать изящный передний силовой фланец под подшипники. Ось - шпилька из автомагазина с резьбой М10х1.25. Дорезаем, сколько надо и вбиваем (вклеиваем) в магнитопровод.
Сразу хочу предостеречь, попытка генерировать ток из коллекторного электродвигателя постоянного тока (без переделки) только на первый взгляд легка. Львиная доля энергии выделится внутри обмоток, т.к. на самом коллекторе они и есть короткозамкнутые.
Попробовал вначале без перемотки, т.е. из всех 20 обмоток вывел концы под пайку. Т.е. получилось или 4 секции по 5 обмоток или 5 секций по по 4 обмотки. Но когда подсчитал, сколько нужно будет диодов - прослезился.... от числа диодов и потерь напряжения на них.
Итог: на моторе было 20 по 15 витков, у меня 4 по 100 витков (в разных сочетаниях) и всего 1 (один) диодный мост. Выигрыш - налицо.
Если нужен халявный провод 0.65 (под 2 А) могу подсказать, где взять точно на один такой генератор с 10% запасом.
Название: Re: Гидротурбина
Отправлено: psp от 25 Ноября, 2010, 19:33:51
Ветряк может быть не только с описанным Вами ротором. Ротор можно изготовить в виде вертикальной картушки, насаженной на вертикально же стоящий вал, закрытый снаружи подвижным кожухом со щелью впереди и флюгером сзади. Флюгер предустанавливается таким образом, чтобы щель обтекателя была направлена навстречу ветру.

.... Не думаю, что сопротивление сред даст преимущество подводной или надводной конструкции - закон сохранения энергии никто не отменял - сколко потребите, столько скорости и отнимется. Зато нет торчащих под водой дополнительных элементов,...

Ничего не слышал про такую конструкцию ветряка. Делали такие вообще? Поделитесь информацией, пожалуйста. Осмелюсь предположить, что к.п.д. будет весьма малым, ибо из полной энергии потока сразу отсекается половина (неподвижной шторой). В то время, как ветряк традиционный гребёт полный поток. И то, у него к.п.д. около 30%.
Известные мне конструкции - ветряки с горизонтальными валами и флюгером и с вертикальным валом, не требующие флюгрера. Последние имеют нижайшее к.п.д. и к ним давно потеряли интерес. Если интересно, могу сравнительную таблицу из справочника "Хютте" скинуть. Там все графики и расчёты есть. Впрочем, лучше тогда ветку по ветрякам завести.

 Что касается сохранения энергии:
Турбина принципиально хуже ветряка. Если ветряк является врагом лишь на острых курсах, а уже вполветра он безразличен, то турбина тормозит всегда, на всех курсах. Однако, торчащий подводный элемент в виде винта мне представляется меньшим злом, нежели вращающаяся вблизи обитаемой зоны мясорубка.
Такой ветряк - это ротор Дарье.