Вы здесь

Гидроэлектростанция Сергея Бодрова. Страница 2 из 28

Перейти к полной версии/Вернуться
820 сообщений
Россия
: Свердловская область
21.12.2009 - 08:33
: 157

Я конечно не специалист в области турбин, но инженер по образованию и с обывательской своей колокольни думаю что данный вариант будет приемлем по следующим причинам:
1. Возможность установки нескольких турбин каскадом...
2. Так как лопасти постоянно находятся в круговороте воды то намерзание на них не будет а следовательно и потерь.
3. кпд у данных турбин считаю более приемлемым и по затратам на кВт доступно
могу и ошибаться, поправте

: Казахстан. Алматы
22.08.2010 - 21:08
: 186

Владимир с первыми двумя пунктами вашего поста абсолютно согласен. Вот что касается третьего не совсем понятно (считаю более приемлемым и по затратам на кВт доступно). Объясните, если можно фото выложите а лучше хоть маленькое но видео, места где хотите устанавливать.

Россия
: Свердловская область
21.12.2009 - 08:33
: 157

О доступности поясню что если покупать мини ГЭС то очень затратные они. монтаж соответственно легче. Фото и видео постараюсь сделать после выходных.. Да и перепад высот здесь мало важен так как зависит от потока воды

: Казахстан. Алматы
22.08.2010 - 21:08
: 186

Владимир Вы молодец что решили делать сами. Какой основной будет материал ( с какого материала будет гэс) у нас в основном бетон, трубу делали из бочек объёмом 1 баррель. На мусорках собирали, в длину семь бочек вышло. Скоро будем делать пробный запуск.

Россия
: Свердловская область
21.12.2009 - 08:33
: 157

Решить мало.. Надо сначала рассчитать все правильно а с этим и есть проблема.. Улитку планирую из бетона... так как это позволит сделать нормально опорную часть турбины. Над улиткой планирую из поликарбаната сделать каркас, чтобы при очень низких температурах намерзания были минимальными на конструкции, так как брызги все равно будут присутствовать. Приточный лоток тоже из бетона хотя из бочек тоже вариант.
Предлагаю не путать тему Сергея и создать по вихревой мини ГЭС свою тему..

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Владимир, вот здесь http://www.rosinmn.ru/sam/Kimketow.htm можно почитать про самодельную ГЭС в Карачаево-Черкессии. Это на сайте Рогозина М.Н.

Про ортогональные малонапорные турбины интересно пишут Шполянский Ю.Б. и Историк Б.А.
Они сумели сконструировать компактное турбоколесо для приливных ГЭС с очень высоким КПД (~70%).

Сергей Бодров
"FANT" пишет:

Они сумели сконструировать компактное турбоколесо для приливных ГЭС с очень высоким КПД (~70%).

Собственно говоря,они попытались увеличить кпд ОртТ на 5%,а не сконструировать колесо.

Сергей Бодров

Вот их заявка на изобретение.На мой взгляд,достаточно сложно повторить такую конструкцию в кустарных условиях и применить в малых потоках.Хотя очень заманчиво попробывать её,с использованием принципа неразрывности потока для увеличения скорости струи.
Файлы:
ortogonalnaya_turbina.docx

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

В турбине Шполянского и К... лопасти установлены на торсионах. Это позволяет автоматически оптимизировать угол установки лопасти в зависимости от направления потока воды. Я не знаю, использовал ли кто-то эту идею раньше.
Сергей, Ваша ссылка у меня считывается, но не открывается, вероятно нужна какая-то специальная программа?
Ещё одна, важная на мой взгляд, особенность ортогональной турбины, в исполнении Шполянского, в том, что лопасть движется быстрее скорости потока. Например, при потоке 6 м/сек - лопасть имеет 8 м/сек.
В наиболее выгодном участке своего движения (когда поток перпендикулярен ходу лопатки) это даёт выигрыш в тяговой мощности, за счёт нескольких факторов.
Первый - повышение вымпельной скорости (скорости струи относительно лопатки) до 10 м/сек. Соответственно - гидродинамическая сила на лопатке возрастает в квадрате от скорости обтекания. в данном случае получаем прирост силы в 2,8 раза. Этот прирост силы полностью компенсирует снижение проекции гидродинамической силы на направление движения лопатки. Если, например, лопатка установлена под углом 30 градусов к линии движения (60 градусов к радиусу), то проекция силы на лопатке уменьшается в 2 раза (синус 30 гр). А прирост силы мы имеем в 2,8 раза. Значит итоговый выигрыш по силе тяги в 1,4 раза.
Второй фактор - увеличение тяговой мощности лопатки. Поскольку тяговая мощность -это сила тяги, умноженная на скорость лопатки, то за счёт повышенной скорости хода лопатки (8 м/сек), мы имеем прирост в 1,33 раза. Соответственно, суммарный выигрыш в мощности в 1,87 раза (1,4 х 1,33 = 1,87).
Уже неплохо, поскольку в итоге тяговая мощность лопатки более чем в 2 раза (Су =1,2) превышает располагаемую мощность потока на единицу площади.
Но есть ещё третий фактор - использование "разгонного" диффузора на выходетурбины.
В симметричном исполнении проточной турбины (для приливов и отливов) диффузор делается небольшой и поэтому прирост скорости тоже небольшой - порядка 25%.
Если же турбина предназначена для одностороннего потока, то с помощью увеличенного выходного диффузора можно поднять скорость потока в турбине в 2 раза, по сравнению со скоростью свободного потока. В этом случае тяговая мощность лопатки возрастёт еще в 4 раза. Кстати, при одностороннем потоке профиль лопатки можно делать несимметричным и добиться тем самым Су=1,4 от скоростного напора. Это опять - в нашу копилку.
Конечно, всё это касается только той части хода лопатки, где направление потока перпендикулярно ходу лопатки. Но всё равно, это похоже на маленькое чудо.
Мне так кажется.

Сергей Бодров
"FANT" пишет:

Добрый вечер,Fant.Теория тангенциальной турбины в общих чертах мне знакома.Хотя здесь на мой взгляд больше нужны знания аэродинамики,поскольку используются АДпрофили лопаток и силы подъёма крыла.К сожалению моё верхнее образование далековато от самолётостроения(хотя разобраться не составит труда,но надо определиться :есть ли смысл ломать мозги).Тут вот какое дело.Я уже говорил,что ограничен в расходе воды.Всё, чем я располагаю,это 150-200 л\сек.Ну в крайнем случае 300 ,при большом притоке.Так вот.Если разогнать поток до 10 м\сек в плоскости сечения турбины,что при моём напоре с применением диффузора и соблюдении правила герметичности потока вполне возможно, то площадь этого сечения будет в районе 20*10 см(именно через такое сечение пролетят за секунду 200л со скоростью 10 м\сек).Соответственно,это и площадь горизонтальной проекции турбины,или,если угодно,примерные её габариты.Вы себе представляете ортогональную турбину помещающуюся на ладони,тем более изготовленную в кустарных условиях?.Я пока не очень.Теоретическая мощность струи,конечно, при таких исходных данных с пяти с половиной увеличивается почти до 10 кВт,но вот как их снять?
Удачи.С.Б.
P.S. Я думаю Лев (LZ33) мог бы подсказать,чем прочитать docx. - файл,но он чёт не заглядывает больше ко мне.

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Сергей, с файлом разобрался. просто у меня Word старый. Справился.
Главное отличие ортогональной турбины Шполянского и К - повышенная скорость лопаток по сравнению со скоростью потока. Отсюда и высокий КПД.

Сергей Бодров
"FANT" пишет:

Не,это не заслуга Шп и К. Таков принцип используемый в танг.турбине.Их заслуга в оптимизации потока.

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Сергей, сечение потока 200 кв.см не такая уж маленькая ладонь. Турбина турбодетандера имеет сечение раз в 10 меньше, а прокачивает "бешенные" расходы. Всё дело в скорости.
Насколько я помню, 5 киловатная турбина Шполянского и Историка имеет диаметр 20 см.

Меня ортогональная схема турбины заинтересовала не в смысле её буквального повторения.
Здесь дело в принципе действия.
За счёт чего работает ортогональная турбина ?
Скорость струи на входе и на выходе турбины почти одинаковая (в отличие от радиально-осевой). Значит, количество движения потока не переходит в количество движения лопастей. То есть турбина в этом смысле не "активная".
Перепад давления на лопастях колеса тоже не велик - ну никак не соответствует отбираемой мощности. Значит, и "реактивной турбину не назовёшь.
Откуда же тогда появляется энергия на лопатках, если от потока она почти не отбирается ?
Вот это, действительно, интересно.

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Я парусами с детства увлекаюсь, и достаточно серьёзно. Пришлось походить и на яхтах и на катамаранах и на буерах. Так вот гоночный катамаран может идти со скоростью в 2 раза большей скорости ветра. а скорость буера может в 4 - 5 раз превышать скорость ветра.
При свежем ветре 10 м/сек (36 км/час) хороший коньковый буер летит под 150 км/час, и ощущение при этом такое, что вокруг бушует ураган. Тяговая мощность буера на курсе, перпендикулярном ветру (галфинд называется), раз в десять больше располагаемой мощности ветра в пересчёте на площадь паруса.
Откуда берётся энергия ?
Это тот же вопрос, что и в отношении ортогональной турбины.

Я что думаю - если отдельно взятая лопасть или отдельно взятый парус могут выдавать мощность в разы большую, чем есть в набегающем потоке, то почему бы тогда не сделать такую турбину, в которой выходная мощность в разы больше располагаемой мощности потока.

Сергей Бодров

Хрен его знает.Я ж говорю : здесь законы аэродинамики.Но если б параметры потока на входе-выходе были тождественны,это был бы неисчерпаемый источник энергии,что по сути невозможно.

"FANT" пишет:

Насколько я помню, 5 киловатная турбина Шполянского и Историка имеет диаметр 20 см.

Я такой штуки не видел.Но по сути мои рассуждения верны.Примерно такого диаметра она и должна быть.Где бы подсмотреть об этой вертушке?

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Турбина с диаметром в 20 см испытывалась Шполянским и К в лаборатории ОАО НИИЭС.
С ходу исходный материал не нашёл, но думаю, завтра найду. Тогда и выложу обязательно.
Насчёт неисчерпаемого источника - это Вы верно.
А вот о том, что он невозможен - не уверен. Надо приглядеться тщательнее.
Доброй ночи !

Сергей Бодров
"FANT" пишет:

А вот о том, что он невозможен - не уверен. Надо приглядеться тщательнее.
Доброй ночи !

Не уверен,что размышления о вечном двигателе,способствуют хорошему сну...
Спокойной ночи.

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Сергей, нашёл номер патента турбины Шполянского и Историка - № 2037639.
В приложении - копия патента, но, к сожалению, без картинок.
Хорошая копия с картинками куда-то затерялась.
Ещё рекомендую книгу "Истечение жидкости через насадки" Б.Н. Сиов
Москва Машиностроение 1968 г.
Сиов на добротном экспериментальном материале иллюстрирует "высасывающий" эффект диффузоров разной геометрии. Ни в одном учебнике гидравлики такого открытым текстом не прочитаешь. Оказывается вода, вытекающая из отверстия может быть разогнана до 2-х кратных скоростей с помощью простого расширяющегося конуса.
На вопрос - откуда берётся энергия для разгона струи Сиов ответа не даёт.
Файлы:
patent_2037639.zip

Сергей Бодров

Спасибо,почитаю.
А у Вас чисто теоретический интерес или есть практические наработки?

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Сергей, вначале был чисто теоретический интерес.
Потом мы вдвоём с моим братом занялись опытами со струями. Особенно активно после прочтения в 2008 г. статьи Л.С.Котоусова в ЖТФ 2005, том 75 вып. 9.

К сожалению, результаты Котоусова повторить не удалось, но появились другие идеи. Попутно пришлось освежить своё вузовское представление о гидравлике и убедиться в сомнительности многих базовых постулатов, например, - уравнения Бернулли.
Простейший гидравлический канал - сужающийся конус, а затем расширяющийся конус, рассчитать с помощью модели Бернулли нельзя, потому что поток воды в диффузоре и конфузоре ведет себя по разному. Но в учебниках делают вид, что считают, подгоняя ответ с помощью эмпирических коэффициентов. Но по балансу энергии диффузор рассчитать невозможно, впрочем, как и конфузор.

В итоге удалось понять три вещи.
Сжатие воздуха в цилиндре с поршнем - сверхединичный энергетический процесс.
Обтекание обычного крыла - сверхединичный энергетический процесс.
Обтекание вращающегося цилиндра - гиперэнергетический процесс.
При этом откуда берётся избыточная энергия не понятно. Допустим, из атмосферы, сжатой силой гравитации. Это не принципиально.

В настоящее время занимаемся с братом экспериментами, приближающими нас к действующему устройству. Основное направление работы - эффект Магнуса, точнее - эффект ротора Флетнера, который был исследован Прандтлем в начале прошлого века.

Думаю, к весне будет о чём рассказать.

Файлы:
prandtl.pdf
ekonomichnyy_metod_nagreva_vozduha_0.doc

Сергей Бодров

Увлекательная тематика.Я перечитал массу работ по1+.В частности здесь:
http://astrolet.narod.ru/lib.html
К чисто вечным двигателям отношусь с большим сомнением.Но машины,добывающие энергию(или производящие работу) под воздействием мало изученных(либо не понятых) свойств окружающего нас мира,считаю вполне реальными.Желаю Вам и Вашему брату терпения и настойчивости и удача будет сопутствовать вам.

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Сергей, спасибо за ссылку на интересную литературу и за добрые пожелания.

Я тоже настороженно отношусь к идеям использования энергии торсионных полей и физического вакуума. Мне больше по душе то, что явно присутствует в самой обычной реальности.

Например, работа крыла в потоке воды или воздуха.
Если крыло (лопасть) движется быстрее скорости потока и его движение перпендикулярно потоку, то тяговая мощность такого крыла может в разы превышать удельную мощность потока, приходящуюся на единицу площади крыла.
Чем больше превышение скорости потока, тем большим становится превышение выходной мощности над располагаемой.
Это явление можно живьём наблюдать, в частности, на лопастных ветряках, у которых две или три тонкие лопасти выкачивают почти 50 % энергии потока, проходящего через ветроколесо.

Спрашивается, почему же увеличение числа лопастей не приводит к увеличению отбираемой от ветрового потока мощности ?
Оказывается, причиной тому - снижение "быстроходности" ветряка. Такое объяснение придумали большие учёные (Жуковский и Бетц). Но это никакое не объяснение а просто констатация факта.
Действительно, при увеличении числа лопастей, тяга на лопастях ветроколеса падает при увеличении скорости вращения колеса. В то время, как при малом числе лопастей тяга не только не падает при увеличении скорости вращения, а даже немного растет, вплоть до звуковых скоростей обтекания.
Причина такого разного поведения лопастей объясняется фактором, который и Жуковский и Бетц игнорируют в своей модели "идеального ветроколеса".
Этот фактор - закручивание потока перед входом в колесо.
При таком закручивании угол атаки набегающего потока на лопасти резко меняется самым невыгодным образом, в результате чего лопасть не только теряет тягу на больших оборотах, но даже превращается в тормоз.
Достаточно предотвратить закручивание входного потока с помощью направляющего (спрямляющего)аппарата и тогда можно добавлять лопасти, не опасаясь эффекта снижения быстроходности.
То же самое относится к лопастям ортогональной гидротурбины и любой другой турбины, у которой лопасти (крылья) движутся перпендикулярно входному потоку воды.

Сергей Бодров
"FANT" пишет:

То же самое относится к лопастям ортогональной гидротурбины и любой другой турбины, у которой лопасти (крылья) движутся перпендикулярно входному потоку воды.

Вот этого я бы утверждать не стал.В ОртТ лопасть имеет импульс силы при углах между перпендикуляром к проекции лопасти и вектором скорости потока не кратных 90 град.ОртТ с симметричным профилем лопасти не будет вращаться в струе без первоначального толчка,а получив его,будет вращаться именно в сторону приложенного воздействия.Именно моменты мёртвых зон не позволяют поднять КПД ортогональной турбины выше 70 %,тогда как осевые и радиально-осевые приближаются к единице.
На мой взгляд,основное достоинство ОртТ - простота изготовления(относительная).А усложнять конструкцию хитрыми направляющими аппаратами к большому выигрышу не ведут,поскольку изменяется не только позиция лопасти по отношению к потоку(как у осевой),но и угол вхождения в поток.Можно попробовать сделать радиальный подвод с отсосом воды в диффузор в центре(как в некоторых радиально-осевых),но я себе пока не представляю на сколько эффективно будет сие творение.Однако,если исходить из того,что скорость лопасти превышает скорость потока,то радиальный поток,должен разогнать колесо до весьма серьёзных скоростей,поскольку каждая из лопастей будет воспринимать напор под оптимальным углом.

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202
Сергей Бодров пишет:

В ОртТ лопасть имеет импульс силы при углах между перпендикуляром к проекции лопасти и вектором скорости потока не кратных 90 град

Сергей, тут я не уловил суть.
Далее:

Сергей Бодров пишет:

ОртТ с симметричным профилем лопасти не будет вращаться в струе без первоначального толчка,а получив его,будет вращаться именно в сторону приложенного воздействия.Именно моменты мёртвых зон не позволяют поднять КПД ортогональной турбины выше 70 %,тогда как осевые и радиально-осевые приближаются к единице.

Симметричный профиль, установленный с ненулевым углом заклинивания (этот термин из области ветряков) прекрасно стартует без всякого толчка. При угле заклинивания лопасти (угол между хордой лопасти и касательной к окружности вращения) равном 30 град. , тяговая сила всего в в 2 раза меньше аэродинамической силы на лопасти. Но, поскольку аэродинамическая сила на лопасти (из-за высокой скорости лопасти) в 3,3 раза больше скоростного напора струи, то лопасть здесь работает в сверхединичном режиме. Это для варианта, когда скорость потока 6 м/сек, окружная скорость лопасти 8 м/сек, скорость вымпельного потока 10 м/сек.

Сергей Бодров пишет:

Именно моменты мёртвых зон не позволяют поднять КПД ортогональной турбины выше 70 %,тогда как осевые и радиально-осевые приближаются к единице.

В мертвых зонах лопасть (крыло с симметричным профилем) располагается, благодаря торсиону, вдоль набегающего потока. поэтому торможение в этих зонах незначительное.
Плохо лишь то, что лопасть в этих мертвых зонах не создает тяги.
Но лопасть-то не одна. Когда одна лопасть вошла в мертвую зону, другая уже вошла в рабочую зону. Вообще-то, в рабочей зоне может находиться сразу несколько лопастей - часть - со стороны входа потока и часть - со стороны выхода.
Конечно, есть такая опасность, что при увеличении числа лопастей они будут мешать друг другу. Ну, например, как в ветроколесе по теории Жуковского.
Но, на то и смекалка, чтобы не мешали.

Но, вот, что странно: КПД ОртТ достиг сегодня 70%. Да это меньше, чем у радиально-осевых турбин, но в 1,4 раза больше, чем у самых лучших современных ветряков.
За счёт чего ?
В модели Жуковского - Бетца поток должен потерять 2/3 своей скорости, при проходе через ветроколесо, чтобы отдать большую часть своей кинетической энергии лопастям. При этом треть потока просто обходит ветроколесо и не попадает на лопасти. Отсюда максимально возможный КПД (коэффициент использования энергии ветра - ) равен 16/27 (59 %).

Но, мы же видим, что в ОртТ скорость потока на выходе практически равна скорости на входе. Следовательно, кинетическая энергия потока осталась неизменной. При всём при этом турбина "выдаёт" на гора ~ 70% от энергии потока .
В сумме энергия на выходе турбины получается (до неприличног) больше единицы.
ОТКУДА ЖЕ ВЗЯЛАСЬ ЭНЕРГИЯ ?

Ответа у науки нет и не предвидится.

Но вот печалиться мы по этому поводу не будем.
Будем думать, почему энергия на выходе ОртТ может быть, например 1,7 по отношению к энергии входа, но не может быть 2-х, 3-х или 4-х кратной.
Уж если превысили единицу, то чего тормозить-то.

Сергей Бодров пишет:

Можно попробовать сделать радиальный подвод с отсосом воды в диффузор в центре(как в некоторых радиально-осевых),но я себе пока не представляю на сколько эффективно будет сие творение.Однако,если исходить из того,что скорость лопасти превышает скорость потока,то радиальный поток,должен разогнать колесо до весьма серьёзных скоростей,поскольку каждая из лопастей будет воспринимать напор под оптимальным углом.

Полностью согласен. При радиальном подводе потока скорость лопатки можно довести до 3-х 4-х кратной. Тогда тяговая мощность лопатки будет раза в 3 - 4 превышать располагаемую мощность потока в пересчёте на единицу площади. С учётом разгонного эффекта диффузора, выходная энергия может быть раз в 10 больше располагаемой.
Более того радиальный подвод воды к лопатками можно сделать изнутри - наружу. Тогда конструкция разгонного диффузора несколько упрощается.

Что нам ещё надо ? Надо чтобы лопасти не разрушались по причине кавитации.
Вот, собственно, и всё.... Правда, пока, только на бумаге. Но и это - не мало.

Файлы:
betc__teoriya_vetryanogo_dvigatelya.pdf

Сергей Бодров

Уважаемый,Fant. Об"являю несанкцианированную бессрочную забастовку в общении до момента,пока не назовёте своего имени.

Россия
: Хлебниково, моск. обл.
02.11.2011 - 19:26
: 202

Сергей, меня Игорем зовут, по батюшки, Юрьевич, по фамилии Куликов.
Вот и познакомились.
Ну, тогда - за здоровье !!!

Россия
: Псковская область, Усвяты
24.08.2009 - 15:21
: 7830

Как же приятно читать эту тему, хоть и чувствую себя дурак-дураком! Умные мужики по делу говорят. Молодцы!

Сергей Бодров
"FANT" пишет:
"прораб" пишет:

Игорь -за знакомство.Слава - поддержишь? Вздрогнули.(Вроде тоже по делу.)

Россия
: Псковская область, Усвяты
24.08.2009 - 15:21
: 7830

Не вижу повода отказаться!
Сергей, а куда ты деваешь гусиный пух?

Сергей Бодров
"прораб" пишет:

Сергей, а куда ты деваешь гусиный пух?

Слава,ты не поверишь.Сортируем(во время ощипки),складываем в мешки,а мешки расталкиваю по чердакам.Так и валяются,пока мешки в труху не превращаются.Только вчера бил гусей под заказ,так жена строго на строго предупредила:перо отделить,пух - в мешки.Опять собирается подушки шить.