Приветствую.Рановато,однако.Много недоработок.Сейчас закончу считать и чертить пятую версию и выложу для обсуждения и убойной критики.
Сергей, некоторое время назад я написал пост, но в принципе только для того чтоб данная тема ВСЕГДА присутствовала в "темах с моим участием"( мне так удобнее следить за тем что мне интересно на данном форуме).
Рановато однако? Много недоработок? Выложите для убойной критики? Не понимаю.
У Вас освещением керосинки работают? Генератор на жидком топливе? У моего приятеля либо керосинки либо гена на бензине. А в остальном как и у Вас - трактор. Фазенда в таком месте что лектричество( по тому отношению которое у нас принято к сельчанам вообще и фермерам в частности) проведут лет через 500. И ведь водоем у него рядом, но... к сожалению он в технике( а тем более в гидродинамике)... ну никак.
Сергей, ну не шедевр у Вас, ну сыпется и ремонтировать приходится, ну хрен с ней однако... она Вам что больше доставляет, хлопот или удобств? В гидроэлектростанциях я профан( но не уверен в том что это было бы реальностью если бы рядом не протекала бы какая нибудь мелкая речушка ), но Вы себе сделали пусть и не наношедевр но вполне реального помошника, так что не надо прибедняться. Форум смотрят хрен знает сколько людей, если даже поделить хрен знает сколько на один то все равно неплохо выходит: один из хрен знает скольких на основе Ваших наработок сделает себе свет. Мало в процентном соотношении? Не уверен, ведь еще один будет с лампочкой Ильича.
Так что Сергей и Фант не бросайте тему... и мне интересно будет и тем кто в России а не в москве живет польза.
если даже поделить хрен знает сколько на один то все равно неплохо выходит: один из хрен знает скольких на основе Ваших наработок сделает себе свет. Мало в процентном соотношении? Не уверен, ведь еще один будет с лампочкой Ильича.
Для одного (а может и больше) из хрен знает скольких,публикую без кюпюр результаты своих последних наработок.Процесс изготовления запущен.
Взамен прошу анализа, критики и вопросов.
Исходные данные несколько изменяем.Рабочий напор - 2м. Расход 150-200л/сек.Ширина ротора турбины - 50 см.Диаметр ротора - 30 см.
Чертежи можно масштабировать и изготавливать по ним заготовки для рабочего агрегата.
Удачи.С.Б.
Для одного (а может и больше) из хрен знает скольких, публикую без кюпюр результаты своих последних наработок.
Процесс изготовления запущен.
Взамен прошу анализа, критики и вопросов.
Удачи.С.Б.
Спасибо!
Процесс анализа, критики и вопросов запущен!
Успехов в изготовлении!
с уважением, S.B.
Сергей, приветствую тебя. Рад, что ты занялся новым проектом.
Ты просишь конструктивной критики, но, в то же время, говоришь, что проект запущен в работу ?
Это я в том смысле, не запоздает ли моя критика.
Сам понимаешь, что слово «критика» здесь не очень подходит. Скорее, это конструктивные размышления и конструктивные сомнения.
В целом, ты остался (пока) верен схеме венгра Банки. И это, на данном этапе, правильно.
К принципиально новым идеям подберёмся чуть позже.
Сейчас же важно повысить надежность турбины и устранить причину поломки лопастей.
Сначала вопросы по чертежу.
- при указанных размерах, угол установки лопасти к радиусу у меня получился 37 градусов против твоих 32. Помнится, в прежней конструкции угол установки был близок к 40 градусам. Почему ты изменил угол установки ?
- значительно увеличено пузо лопасти. Было 1 к 7, стало 1 к 4. Чем вызвано такое большое увеличение пуза ? Или – это ошибка в размерах ? По моим оценкам твоих размеров - стрелка прогиба лопасти 20 мм, пли длине хорды лопасти 80 мм. У тебя на чертеже длина хорды ещё меньше - 69 мм.
- не указана ширина рабочего колеса. Это не позволяет мне правильно оценить поперечное сечение потока на входе в лопасти. По-моему, ты его излишне увеличил, пытаясь задействовать как можно больше лопастей. Но это не есть хорошо, поскольку ты можешь сильно потерять в скорости потока, влетающего в лопаточную зону. На твоём чертеже входной поток распределяется чуть ли не на десять межлопастных каналов. А должно быть никак не больше пяти. Но, впрочем, это сильно зависит от ширины рабочего колеса, которой нет на чертеже. Какой размер ты взял за основу – 500 мм, или 400, или 300, я не знаю.
- на твоей картинке с траекториями движения воды - линии тока у тебя нарисованы так, будто колесо стоит на месте. Поэтому линии тока воды касательны к поверхности лопаток. В реальной жизни этого нет, поскольку лопатки движутся со скоростью примерно вдвое меньшей входной скорости потока. При прорисовке траекторий ты должен учесть вращение колеса (векторное сложение скоростей).
Сергей, ответь, пожалуйста, на мои вопросы, тогда я смогу дальше конструктивно анализировать твой проект.
Кстати, как у тебя со снегом. У меня навалило больше, чем в прошлом году, и если ещё подсыпет в феврале и марте, то паводок будет серьёзный.
Всем привет.
Игорь,спасибо за вопросы.
Процесс изготовления запущен пока только по лопаткам и опорным дискам.Со схемой подвода можно ещё подумать.Охват ротора потоком оставил пока таким же как на работающей сейчас турбине - 8 лопастей.Ширину ротора указал - 50 см (выше посмотри внимательно).
По углам наклона и радиусу лопасти я воспользовался буржуйскими рекомендациями.Нашёл у них такие соотношения : r = 0.0326 *R.
Где r - радиус лопасти,R - радиус ротора.
Зона установки лопастей (заключенная между двумя диаметрами, на схеме это 300 мм и 200 мм) = 0.17*D.
Где D - диаметр ротора.
Ну а дальше запихал лопасти определённого размера в отведённый для них промежуток и померил углы.Получилось близко к нужным параметрам,т.е. угол между вектором скорости потока и касательной,проведённой к лопасти в точке касания струи = примерно 15 град,что отвечает оптимальной величине.
Снегу у нас то же добре навалило,но паводка,думаю,критического не будет.Под снегом земля вообще не замёрзла.Много впитается пока растает.Да и таять сразу и сверху и снизу начинает при малейшей оттепели.
Сергей, привет !
Ширину ротора я действительно «просмотрел». Но моё предположение оказалось недалеко от истины. Ты, по-прежнему, делаешь очень широкое колесо при сравнительно небольшом дебете воды.
Продолжаем анализ.
Располагаемый напор в 2 м позволяет разогнать поток воды до скорости 6,2 м/сек. (по формуле Торричелли = скорость падающего камня с высоты 2 м). При известной скорости потока и при расходе 150 – 200 л/сек рассчитываем проходное сечение, соответствующее данным условиям. Получаем проходное сечение S = 0.15(0.2)/6,2 = 0,024 – 0,032 кв.м.
Если у нас есть желание получить на входе в рабочее колесо поток с максимально возможной скоростью (а такое желание, надеюсь, есть), то рабочее входное сечение должно соответствовать этому расчётному проходному сечению.
Расстояние между соседними лопастями рабочего колеса (на входе) равно 39,25 мм (Z=3,14*0,3/24).
Ширина ротора равна 500 мм. Стало быть, проходное сечение между двумя соседними лопастями равно 0,5 *0,03925 = 0,019625 кв.м. Округляем до 0,02 кв.м.
В итоге, имеем следующее – всего один зазор между двумя соседними лопастями почти достаточен для прохождения потока 150 л/сек с максимальной скоростью 6,2 м/сек.
Два зазора между тремя лопастями (с запасом) обеспечивают прохождение потока при расходе в 200 л/сек при скорости 6,2 м/сек.
Это значит, что направляющий аппарат должен концентрировать входной поток всего лишь на 1 – 2 зазора между лопастями, но никак не больше.
Если входной поток будет распределяться на 7 зазоров, то входная скорость уменьшится почти в 4 раза. Это - полный аут.
Сергей, в твоей планируемой модели – распределение потока воды на 7 зазоров между лопастями ничем не оправданно. На мой взгляд, ты этим заведомо понижаешь входную скорость в разы, что явно противоречит желанию отобрать от потока воды максимальную энергию.
Хотелось бы услышать твои доводы в защиту планируемой схемы турбины.
Про удвоение пуза лопаток ты пока ничего не ответил, кроме ссылки на забугорные рекомендации. Меня это слабо убеждает, поскольку я не вижу здесь технических доводов. Но, к пузу лопастей мы ещё вернемся, когда ты уточнишь геометрию направляющего аппарата.
По поводу твоих слов "Ну а дальше запихал лопасти определённого размера в отведённый для них промежуток и померил углы.Получилось близко к нужным параметрам,т.е. угол между вектором скорости потока и касательной,проведённой к лопасти в точке касания струи = примерно 15 град,что отвечает оптимальной величине." хотелось бы картинку.
Это очень важный момент, хотелось бы его уточнить.
Поток в этой турбине не заполняет весь зазор между лопастями,а примерно равен превышению принимающей лопасти над предыдущей.В нашем случае имеем примерно 5 мм.И на внешней стороне лопасти воды нет.Это не реактивная турбина.Работает только кинетическая энергия.В этом как раз фишка этой системы.Поток рассекается на мелкие сегменты,воздействуя сразу на две трети лопастей(восемь на входе и восемь на выходе).Суммарная толщина струи получается около 5 см,ширина 50 см,т.е 250 кв.см.При скорости 6 м/сек,через эту дырку будет вылетать примерно 150 л/сек (и несколько больше при повышении уровня).Тут важно составить направляющий аппарат таким образом,что бы на каждую из восьми лопастей поток подавался тангенциально,а уже каждая лопасть отсекает свою часть потока.
Тут важно составить направляющий аппарат таким образом,что бы на каждую из восьми лопастей поток подавался тангенциально,а уже каждая лопасть отсекает свою часть потока.
Поток в этой турбине не заполняет весь зазор между лопастями, а примерно равен превышению принимающей лопасти над предыдущей.В нашем случае имеем примерно 5 мм.И на внешней стороне лопасти воды нет.
Если бы поток воды вел себя также, как летящие металлические шарики, то действительно, в зазор между лопастями проскочил бы слой шариков толщиной в 5 мм.
Но вода ведет себя иначе, особенно при обтекании цилиндрической поверхности. Так, например, если направить струю касательно к поверхности трубы диаметром 100 мм, то большая часть потока прилипнет к поверхности трубы (эффект Коанда). При этом вода пойдёт по наружной (выпуклой) части лопасти, создавая на этой поверхности разряжение, толкающее лопасть в нужном направлении. Можно ли считать такой динамический эффект реактивным или активным, я не знаю.
"Загибание" струи существенно меняет геометрию обтекания лопасти. Вместо 5 мм огибающий поток может достигать толщины 10 -15 и даже 20 мм. Мне так кажется.
Чем больше радиус лопасти, тем более полным будет прилипание струи к выпуклой поверхности.
Поэтому лопасть с малым пузом (1 к 10) будет лучше обтекаться потоком, чем лопасть с большим пузом (1 к 4).
Жаль, что стенки рабочего колеса непрозрачны, и мы не можем увидеть реальное, а не предполагаемое движение потока воды.
Да.Мыслим примерно одинаково.Но согласись,что прилипание воды ,не равнозначно полному заполнению межлопастного зазора.И даже если сегмент струи увеличится процентов на 70,мы практически перекрываем все восемь лопастей при такой схеме подачи.Хотя я не думаю,что расход превысит 200 л/сек.
Немного по пузу.Здесь мы имеем скорее эффект не паруса,а изменения направления потока(хотя в диаграмах сил,сходство всё же большое).Примерно как в ковшевой турбине.Только там струя делится пополам и сбрасывается,а здесь поток "шинкуется" на сегменты и каждая часть,отработав на входе,сбрасывается ещё раз на лопасти перед выходом.
Кстати.Эффект Коанда может быть одной из причин довольно высокого (для активных турбин) КПД турбины Банки.На сколько я знаю - это ни кто не исследовал в поперечно-струйных турбинах.А ведь тяга от эффекта прилипания,к тому же направленная аккурат туда ,куда надо,может быть значительной!?
И ещё.Теперь мне становится понятным одно из непременных условий конструкции : максимально возможно заострённый приёмный край лопасти.При угле встречи со струёй под углом в 13-15 град и острой кромке,прилипание будет всё же не столь сильным,как если бы это имело место с трубой.
Влияние эффекта прилипания на тягу лопасти, действительно никто не исследовал. Однако, известно, что при одинаковой толщине слоя воды, бегущего по вогнутой или выпуклой поверхности лопасти (крыла), удельная тяга (на ед. площади) на выпуклой стороне - вдвое больше, чем на вогнутой.
Я согласен с тобой, что острая кромка лопасти с углом 13-15 градусов - уменьшит эффект прилипания. Плохо только то, что при таком угле входа потока - обтекание будет неустойчивым из-за срывов потока. Правда, скорости небольшие и кавитации можно не бояться. Но все же, лопасть будет трясти.
Увеличение пуза приближает турбину Банки к ковшовой турбине, которая по логике является чисто активной. Но мне не совсем понятно, почему высокий КПД ковшовой турбины (более 90%) достигается только на очень высоких скоростях струи.
Увеличение пуза в в твоем варианте несколько снизит эффективность работы лопасти в нижней части турбины при выходе воды из рабочего колеса. Но, поскольку, основная мощность снимается на входе воды в колесо, то это не критично. Вообще, мне кажется, что в новом варианте твоя турбина очень близка по конструктиву к турбине osberger (turbina_osberger.doc). Правда, в этой турбине рабочее колесо очень миниатюрное, что на мой взгляд исключает наличие воздушных пустот в потоке воды. За это говорит тот факт, что для этой турбины предусматривается установка отсасывающей трубы (диффузора) на выходе.
Кстати, в этой турбине направляющий аппарат делит входной поток на две части. В каждой - примерно по 4 лопастных зазора.
Привожу картинку направляющего аппарата с "ихнего" сайта.
Ну отсасывающая труба здесь выполняет,скорее роль кожуха,придающего цивильный вид и позволяющего устанавливать саму турбину в сухом зале.Эффекта отсоса( и соответственно разгона струи) здесь нет.Переход в реактивный режим здесь не только бесполезен,но и вреден.Вон там на твоём рисунке справа вверху на кожухе есть пимпочка.Это типа сапун,который как раз обеспечивает соединение с атмосферой и недопускает разряжения на отсосе.
Направляющий аппарат нужно как то более оптимизировать.Пока думаю как именно.Возможно поставлю на входе направляющие лопатки на каждую пару зазоров.Но это слишком просто,а с другой стороны - слишком сложно,я бы сказал:загромождает конструкцию.
"Переход в реактивный режим здесь не только бесполезен,но и вреден."
Вероятно, ты имеешь ввиду, что движение воды по вогнутой поверхности лопасти полезнее, чем движение воды по выпуклой поверхности лопасти ?
Я в этом не уверен. при движении по вогнутой поверхности лопасти вода создает ЦБ давление на лопасть, величина которого пропорциональна квадрату скорости потока. Но, кроме скорости, большое значение имеет толщина слоя воды. Когда эта толщина равна радиусу кривизны лопасти - давление достигает величины Р= (ρ •V^2)/2. То есть, ЦБ давление в этом случае равно скоростному напору. Совсем другая ситуация складывается при движении воды по выпуклой поверхности лопасти. Во-первых, вместо напора возникает разрежение, величина которого мало зависит от толщины слоя воды. При этом зависимость от скорости остается квадратичной.
К сожалению, в схеме турбины Банки скорость воды относительно поверхности лопасти примерно в два раза меньше располагаемой скорости потока. Учитывая квадратичную зависимость, получаем четырехкратное снижение ЦБ давления и ЦБ разрежения. Это - нелюбимый мною "попутный" курс.
И всё же, в случае движения воды по наружной поверхности лопасти, есть реальная возможность "порезать" поток воды на тоненькие сегменты (за счет увеличения количества лопастей) и на каждой лопасти получить полноценное разрежение, почти не зависящее от толщины слоя воды на лопасти.
При движении воды по вогнутой поверхности - такой возможности нет, поскольку увеличивая количество лопастей, мы уменьшаем толщину слоя воды, а значит и уменьшаем Цб давление на лопасть. Сколько выиграли - столько же проиграли.
"Направляющий аппарат нужно как то более оптимизировать.Пока думаю как именно.Возможно поставлю на входе направляющие лопатки на каждую пару зазоров."
Мысль интересная. Если ещё направляющие лопатки сделать поворотными, чтобы можно было поэкспериментировать с углами их установки в процессе работы, то вообще здорово, хотя, конечно, сложновато.
Что касается отсасывающей трубы, то я имел ввиду настоящую отсасывающую трубу в виде диффузора, как на волжских ГЭС. А то, что на буржуйской картинке - это не диффузор, а ерунда какая-то.
Сергей, привет. Как продвигается твоё строительство турбины ?
Я натолкнулся в своих архивах на картинку лопастей турбины Осбергер, которую раньше не замечал. Прикрепляю её к сообщению.
Соотношение полноты профиля и хорды примерно 1 к 6.
У твоих новых лопаток, соотношение порядка 1 к 4 ?
Не слишком круто ?
Привет Игорь.Спасибо за картинку.Я такую давно искал(и тебя кстати спрашивал).
Чёт крутовато по твоим расчётам,пузо у моих лопаток.Хорда 68.64,высота профиля - 13.64. Получается 5 с хвостиком.И за то труба 100мм как раз делится на 4 лопасти(75.6мм).
Отдал чертежи ребятам.Обещали на копире диски вырезать из 5мм хорошей стали.Ну заодно и лопасти нарежут,да вал выточат.Мож к лету управятся.А раньше всё одно под водоспуск не полезешь.А корпус уже по-месту нахлобучу.Прихвачу по установке,потом сниму и обварю.Так проще будет.
Чертёж вала я здесь не размещал,но если кому надо - скажите.Жалко нету,пользуйтесь.
Серёжа, ну раз у тебя пузо 5 с хвостиком, то - нормально.
Добавление среднего диска раз в 8 снизит скручивающие колебания. Надеюсь, это резко уменьшит нагрузку на лопасти. Но почему бы тебе не поставить два средних диска, смотри - как часто стоят промежуточные диски в турбинах Осбергер. Это же не от фантазии конструктора, это их жизнь заставляет. На удобстве сварки - это практически не скажется.
У нас весна отступила, подморозило, на реке все полыньи замёрзли, да и снежку ещё подсыпало. Красота, одним словом.
У нас этой красоты подсыпало сантиметров 40 и сейчас добавляет.-24 ночью было и сейчас к тому идёт.
"FANT" пишет:
Но почему бы тебе не поставить два средних диска, смотри - как часто стоят промежуточные диски в турбинах Осбергер.
Да там не большое плечо получается.Я ещё наружные диски внутрь на 5 см сдвину.Это облегчает пуск в мороз,когда намерзание идет.Задвижка полюбому малость подтравливает.И,согласись,их турбины расчитаны на весьма серьёзные напоры,а у меня,как не кувыркайся больше 2-2.5 не осилить.
И,согласись,их турбины расчитаны на весьма серьёзные напоры,а у меня,как не кувыркайся больше 2-2.5 не осилить.
Соглашаюсь, напор у тебя действительно умеренный. Всё должно работать нормально. Но я бы посоветовал на консольно выступающие лопасти приварить, если не диск, то хотя бы обруч (диск с большой дыркой). Стрёмно как-то, когда лопасти свободно торчат.
Ну там защемлённая консоль 50 мм.Однако сопромат рулит.А момент силы, под заданным углом,не шибко высокий получается.Я стараюсь не наступать на одни грабли дважды.
А что нельзя?
Ну,узнать нельзя,чё он на самом деле думает и как сильно будет бухать наследник:)))От этого тоже, по-видимому, зависит его желание заниматься ставком.
Понятно.Ну,удачи тебе.
Интересная-таки тема)))
С прошедшими праздниками!
Пора начинать производить "бодровские" мини-гэс)))
Приветствую.Рановато,однако.Много недоработок.Сейчас закончу считать и чертить пятую версию и выложу для обсуждения и убойной критики.
Спасибо,дружище!
Сергей, некоторое время назад я написал пост, но в принципе только для того чтоб данная тема ВСЕГДА присутствовала в "темах с моим участием"( мне так удобнее следить за тем что мне интересно на данном форуме).
), но Вы себе сделали пусть и не наношедевр но вполне реального помошника, так что не надо прибедняться. Форум смотрят хрен знает сколько людей, если даже поделить хрен знает сколько на один то все равно неплохо выходит: один из хрен знает скольких на основе Ваших наработок сделает себе свет. Мало в процентном соотношении? Не уверен, ведь еще один будет с лампочкой Ильича.
Рановато однако? Много недоработок? Выложите для убойной критики? Не понимаю.
У Вас освещением керосинки работают? Генератор на жидком топливе? У моего приятеля либо керосинки либо гена на бензине. А в остальном как и у Вас - трактор. Фазенда в таком месте что лектричество( по тому отношению которое у нас принято к сельчанам вообще и фермерам в частности) проведут лет через 500. И ведь водоем у него рядом, но... к сожалению он в технике( а тем более в гидродинамике)... ну никак.
Сергей, ну не шедевр у Вас, ну сыпется и ремонтировать приходится, ну хрен с ней однако... она Вам что больше доставляет, хлопот или удобств? В гидроэлектростанциях я профан( но не уверен в том что это было бы реальностью если бы рядом не протекала бы какая нибудь мелкая речушка
Так что Сергей и Фант не бросайте тему... и мне интересно будет и тем кто в России а не в москве живет польза.
Для одного (а может и больше) из хрен знает скольких,публикую без кюпюр результаты своих последних наработок.Процесс изготовления запущен.
Взамен прошу анализа, критики и вопросов.
Исходные данные несколько изменяем.Рабочий напор - 2м. Расход 150-200л/сек.Ширина ротора турбины - 50 см.Диаметр ротора - 30 см.
Чертежи можно масштабировать и изготавливать по ним заготовки для рабочего агрегата.
Удачи.С.Б.
Спасибо!
Процесс анализа, критики и вопросов запущен!
Успехов в изготовлении!
с уважением, S.B.
Горячее время начинается.Весна.Заранее прошу прощения за редкое присутствие.
Несколько недопонял. Рабочий поток бьёт сбоку турбины? А не в лоб, как в именно турбине?
Сергей, приветствую тебя. Рад, что ты занялся новым проектом.
Ты просишь конструктивной критики, но, в то же время, говоришь, что проект запущен в работу ?
Это я в том смысле, не запоздает ли моя критика.
Сам понимаешь, что слово «критика» здесь не очень подходит. Скорее, это конструктивные размышления и конструктивные сомнения.
В целом, ты остался (пока) верен схеме венгра Банки. И это, на данном этапе, правильно.
К принципиально новым идеям подберёмся чуть позже.
Сейчас же важно повысить надежность турбины и устранить причину поломки лопастей.
Сначала вопросы по чертежу.
- при указанных размерах, угол установки лопасти к радиусу у меня получился 37 градусов против твоих 32. Помнится, в прежней конструкции угол установки был близок к 40 градусам. Почему ты изменил угол установки ?
- значительно увеличено пузо лопасти. Было 1 к 7, стало 1 к 4. Чем вызвано такое большое увеличение пуза ? Или – это ошибка в размерах ? По моим оценкам твоих размеров - стрелка прогиба лопасти 20 мм, пли длине хорды лопасти 80 мм. У тебя на чертеже длина хорды ещё меньше - 69 мм.
- не указана ширина рабочего колеса. Это не позволяет мне правильно оценить поперечное сечение потока на входе в лопасти. По-моему, ты его излишне увеличил, пытаясь задействовать как можно больше лопастей. Но это не есть хорошо, поскольку ты можешь сильно потерять в скорости потока, влетающего в лопаточную зону. На твоём чертеже входной поток распределяется чуть ли не на десять межлопастных каналов. А должно быть никак не больше пяти. Но, впрочем, это сильно зависит от ширины рабочего колеса, которой нет на чертеже. Какой размер ты взял за основу – 500 мм, или 400, или 300, я не знаю.
- на твоей картинке с траекториями движения воды - линии тока у тебя нарисованы так, будто колесо стоит на месте. Поэтому линии тока воды касательны к поверхности лопаток. В реальной жизни этого нет, поскольку лопатки движутся со скоростью примерно вдвое меньшей входной скорости потока. При прорисовке траекторий ты должен учесть вращение колеса (векторное сложение скоростей).
Сергей, ответь, пожалуйста, на мои вопросы, тогда я смогу дальше конструктивно анализировать твой проект.
Кстати, как у тебя со снегом. У меня навалило больше, чем в прошлом году, и если ещё подсыпет в феврале и марте, то паводок будет серьёзный.
Всего доброго !
Всем привет.
Игорь,спасибо за вопросы.
Процесс изготовления запущен пока только по лопаткам и опорным дискам.Со схемой подвода можно ещё подумать.Охват ротора потоком оставил пока таким же как на работающей сейчас турбине - 8 лопастей.Ширину ротора указал - 50 см (выше посмотри внимательно).
По углам наклона и радиусу лопасти я воспользовался буржуйскими рекомендациями.Нашёл у них такие соотношения : r = 0.0326 *R.
Где r - радиус лопасти,R - радиус ротора.
Зона установки лопастей (заключенная между двумя диаметрами, на схеме это 300 мм и 200 мм) = 0.17*D.
Где D - диаметр ротора.
Ну а дальше запихал лопасти определённого размера в отведённый для них промежуток и померил углы.Получилось близко к нужным параметрам,т.е. угол между вектором скорости потока и касательной,проведённой к лопасти в точке касания струи = примерно 15 град,что отвечает оптимальной величине.
Снегу у нас то же добре навалило,но паводка,думаю,критического не будет.Под снегом земля вообще не замёрзла.Много впитается пока растает.Да и таять сразу и сверху и снизу начинает при малейшей оттепели.
Сергей, привет !
Ширину ротора я действительно «просмотрел». Но моё предположение оказалось недалеко от истины. Ты, по-прежнему, делаешь очень широкое колесо при сравнительно небольшом дебете воды.
Продолжаем анализ.
Располагаемый напор в 2 м позволяет разогнать поток воды до скорости 6,2 м/сек. (по формуле Торричелли = скорость падающего камня с высоты 2 м). При известной скорости потока и при расходе 150 – 200 л/сек рассчитываем проходное сечение, соответствующее данным условиям. Получаем проходное сечение S = 0.15(0.2)/6,2 = 0,024 – 0,032 кв.м.
Если у нас есть желание получить на входе в рабочее колесо поток с максимально возможной скоростью (а такое желание, надеюсь, есть), то рабочее входное сечение должно соответствовать этому расчётному проходному сечению.
Расстояние между соседними лопастями рабочего колеса (на входе) равно 39,25 мм (Z=3,14*0,3/24).
Ширина ротора равна 500 мм. Стало быть, проходное сечение между двумя соседними лопастями равно 0,5 *0,03925 = 0,019625 кв.м. Округляем до 0,02 кв.м.
В итоге, имеем следующее – всего один зазор между двумя соседними лопастями почти достаточен для прохождения потока 150 л/сек с максимальной скоростью 6,2 м/сек.
Два зазора между тремя лопастями (с запасом) обеспечивают прохождение потока при расходе в 200 л/сек при скорости 6,2 м/сек.
Это значит, что направляющий аппарат должен концентрировать входной поток всего лишь на 1 – 2 зазора между лопастями, но никак не больше.
Если входной поток будет распределяться на 7 зазоров, то входная скорость уменьшится почти в 4 раза. Это - полный аут.
Сергей, в твоей планируемой модели – распределение потока воды на 7 зазоров между лопастями ничем не оправданно. На мой взгляд, ты этим заведомо понижаешь входную скорость в разы, что явно противоречит желанию отобрать от потока воды максимальную энергию.
Хотелось бы услышать твои доводы в защиту планируемой схемы турбины.
Про удвоение пуза лопаток ты пока ничего не ответил, кроме ссылки на забугорные рекомендации. Меня это слабо убеждает, поскольку я не вижу здесь технических доводов. Но, к пузу лопастей мы ещё вернемся, когда ты уточнишь геометрию направляющего аппарата.
По поводу твоих слов "Ну а дальше запихал лопасти определённого размера в отведённый для них промежуток и померил углы.Получилось близко к нужным параметрам,т.е. угол между вектором скорости потока и касательной,проведённой к лопасти в точке касания струи = примерно 15 град,что отвечает оптимальной величине." хотелось бы картинку.
Это очень важный момент, хотелось бы его уточнить.
Поток в этой турбине не заполняет весь зазор между лопастями,а примерно равен превышению принимающей лопасти над предыдущей.В нашем случае имеем примерно 5 мм.И на внешней стороне лопасти воды нет.Это не реактивная турбина.Работает только кинетическая энергия.В этом как раз фишка этой системы.Поток рассекается на мелкие сегменты,воздействуя сразу на две трети лопастей(восемь на входе и восемь на выходе).Суммарная толщина струи получается около 5 см,ширина 50 см,т.е 250 кв.см.При скорости 6 м/сек,через эту дырку будет вылетать примерно 150 л/сек (и несколько больше при повышении уровня).Тут важно составить направляющий аппарат таким образом,что бы на каждую из восьми лопастей поток подавался тангенциально,а уже каждая лопасть отсекает свою часть потока.
https://fermer.ru/files/smileys/packs/smiles/scratch_one-s_head.gif
Ребяты!Если чё не понятно объясняем,говорите словами.Мы расшифруем.Для того и присутствуем на лучшем портале для крестьян....
Если бы поток воды вел себя также, как летящие металлические шарики, то действительно, в зазор между лопастями проскочил бы слой шариков толщиной в 5 мм.
Но вода ведет себя иначе, особенно при обтекании цилиндрической поверхности. Так, например, если направить струю касательно к поверхности трубы диаметром 100 мм, то большая часть потока прилипнет к поверхности трубы (эффект Коанда). При этом вода пойдёт по наружной (выпуклой) части лопасти, создавая на этой поверхности разряжение, толкающее лопасть в нужном направлении. Можно ли считать такой динамический эффект реактивным или активным, я не знаю.
"Загибание" струи существенно меняет геометрию обтекания лопасти. Вместо 5 мм огибающий поток может достигать толщины 10 -15 и даже 20 мм. Мне так кажется.
Чем больше радиус лопасти, тем более полным будет прилипание струи к выпуклой поверхности.
Поэтому лопасть с малым пузом (1 к 10) будет лучше обтекаться потоком, чем лопасть с большим пузом (1 к 4).
Жаль, что стенки рабочего колеса непрозрачны, и мы не можем увидеть реальное, а не предполагаемое движение потока воды.
Да.Мыслим примерно одинаково.Но согласись,что прилипание воды ,не равнозначно полному заполнению межлопастного зазора.И даже если сегмент струи увеличится процентов на 70,мы практически перекрываем все восемь лопастей при такой схеме подачи.Хотя я не думаю,что расход превысит 200 л/сек.
Немного по пузу.Здесь мы имеем скорее эффект не паруса,а изменения направления потока(хотя в диаграмах сил,сходство всё же большое).Примерно как в ковшевой турбине.Только там струя делится пополам и сбрасывается,а здесь поток "шинкуется" на сегменты и каждая часть,отработав на входе,сбрасывается ещё раз на лопасти перед выходом.
Кстати.Эффект Коанда может быть одной из причин довольно высокого (для активных турбин) КПД турбины Банки.На сколько я знаю - это ни кто не исследовал в поперечно-струйных турбинах.А ведь тяга от эффекта прилипания,к тому же направленная аккурат туда ,куда надо,может быть значительной!?
И ещё.Теперь мне становится понятным одно из непременных условий конструкции : максимально возможно заострённый приёмный край лопасти.При угле встречи со струёй под углом в 13-15 град и острой кромке,прилипание будет всё же не столь сильным,как если бы это имело место с трубой.
Влияние эффекта прилипания на тягу лопасти, действительно никто не исследовал. Однако, известно, что при одинаковой толщине слоя воды, бегущего по вогнутой или выпуклой поверхности лопасти (крыла), удельная тяга (на ед. площади) на выпуклой стороне - вдвое больше, чем на вогнутой.
Я согласен с тобой, что острая кромка лопасти с углом 13-15 градусов - уменьшит эффект прилипания. Плохо только то, что при таком угле входа потока - обтекание будет неустойчивым из-за срывов потока. Правда, скорости небольшие и кавитации можно не бояться. Но все же, лопасть будет трясти.
Увеличение пуза приближает турбину Банки к ковшовой турбине, которая по логике является чисто активной. Но мне не совсем понятно, почему высокий КПД ковшовой турбины (более 90%) достигается только на очень высоких скоростях струи.
Увеличение пуза в в твоем варианте несколько снизит эффективность работы лопасти в нижней части турбины при выходе воды из рабочего колеса. Но, поскольку, основная мощность снимается на входе воды в колесо, то это не критично. Вообще, мне кажется, что в новом варианте твоя турбина очень близка по конструктиву к турбине osberger (turbina_osberger.doc). Правда, в этой турбине рабочее колесо очень миниатюрное, что на мой взгляд исключает наличие воздушных пустот в потоке воды. За это говорит тот факт, что для этой турбины предусматривается установка отсасывающей трубы (диффузора) на выходе.
Кстати, в этой турбине направляющий аппарат делит входной поток на две части. В каждой - примерно по 4 лопастных зазора.
Привожу картинку направляющего аппарата с "ихнего" сайта.
Ну отсасывающая труба здесь выполняет,скорее роль кожуха,придающего цивильный вид и позволяющего устанавливать саму турбину в сухом зале.Эффекта отсоса( и соответственно разгона струи) здесь нет.Переход в реактивный режим здесь не только бесполезен,но и вреден.Вон там на твоём рисунке справа вверху на кожухе есть пимпочка.Это типа сапун,который как раз обеспечивает соединение с атмосферой и недопускает разряжения на отсосе.
Направляющий аппарат нужно как то более оптимизировать.Пока думаю как именно.Возможно поставлю на входе направляющие лопатки на каждую пару зазоров.Но это слишком просто,а с другой стороны - слишком сложно,я бы сказал:загромождает конструкцию.
"Переход в реактивный режим здесь не только бесполезен,но и вреден."
Вероятно, ты имеешь ввиду, что движение воды по вогнутой поверхности лопасти полезнее, чем движение воды по выпуклой поверхности лопасти ?
Я в этом не уверен. при движении по вогнутой поверхности лопасти вода создает ЦБ давление на лопасть, величина которого пропорциональна квадрату скорости потока. Но, кроме скорости, большое значение имеет толщина слоя воды. Когда эта толщина равна радиусу кривизны лопасти - давление достигает величины Р= (ρ •V^2)/2. То есть, ЦБ давление в этом случае равно скоростному напору. Совсем другая ситуация складывается при движении воды по выпуклой поверхности лопасти. Во-первых, вместо напора возникает разрежение, величина которого мало зависит от толщины слоя воды. При этом зависимость от скорости остается квадратичной.
К сожалению, в схеме турбины Банки скорость воды относительно поверхности лопасти примерно в два раза меньше располагаемой скорости потока. Учитывая квадратичную зависимость, получаем четырехкратное снижение ЦБ давления и ЦБ разрежения. Это - нелюбимый мною "попутный" курс.
И всё же, в случае движения воды по наружной поверхности лопасти, есть реальная возможность "порезать" поток воды на тоненькие сегменты (за счет увеличения количества лопастей) и на каждой лопасти получить полноценное разрежение, почти не зависящее от толщины слоя воды на лопасти.
При движении воды по вогнутой поверхности - такой возможности нет, поскольку увеличивая количество лопастей, мы уменьшаем толщину слоя воды, а значит и уменьшаем Цб давление на лопасть. Сколько выиграли - столько же проиграли.
"Направляющий аппарат нужно как то более оптимизировать.Пока думаю как именно.Возможно поставлю на входе направляющие лопатки на каждую пару зазоров."
Мысль интересная. Если ещё направляющие лопатки сделать поворотными, чтобы можно было поэкспериментировать с углами их установки в процессе работы, то вообще здорово, хотя, конечно, сложновато.
Что касается отсасывающей трубы, то я имел ввиду настоящую отсасывающую трубу в виде диффузора, как на волжских ГЭС. А то, что на буржуйской картинке - это не диффузор, а ерунда какая-то.
Мысль интересная. Если ещё направляющие лопатки сделать поворотными,!!!
И все-таки,может стоит добавить что-то вроде этого?
http://www.popadancev.net/regulyator-oborotov-parovoj-mashiny/
Сергей, привет. Как продвигается твоё строительство турбины ?
Я натолкнулся в своих архивах на картинку лопастей турбины Осбергер, которую раньше не замечал. Прикрепляю её к сообщению.
Соотношение полноты профиля и хорды примерно 1 к 6.
У твоих новых лопаток, соотношение порядка 1 к 4 ?
Не слишком круто ?
Привет Игорь.Спасибо за картинку.Я такую давно искал(и тебя кстати спрашивал).
Чёт крутовато по твоим расчётам,пузо у моих лопаток.Хорда 68.64,высота профиля - 13.64. Получается 5 с хвостиком.И за то труба 100мм как раз делится на 4 лопасти(75.6мм).
Отдал чертежи ребятам.Обещали на копире диски вырезать из 5мм хорошей стали.Ну заодно и лопасти нарежут,да вал выточат.Мож к лету управятся.А раньше всё одно под водоспуск не полезешь.А корпус уже по-месту нахлобучу.Прихвачу по установке,потом сниму и обварю.Так проще будет.
Чертёж вала я здесь не размещал,но если кому надо - скажите.Жалко нету,пользуйтесь.
Серёжа, ну раз у тебя пузо 5 с хвостиком, то - нормально.
Добавление среднего диска раз в 8 снизит скручивающие колебания. Надеюсь, это резко уменьшит нагрузку на лопасти. Но почему бы тебе не поставить два средних диска, смотри - как часто стоят промежуточные диски в турбинах Осбергер. Это же не от фантазии конструктора, это их жизнь заставляет. На удобстве сварки - это практически не скажется.
У нас весна отступила, подморозило, на реке все полыньи замёрзли, да и снежку ещё подсыпало. Красота, одним словом.
У нас этой красоты подсыпало сантиметров 40 и сейчас добавляет.-24 ночью было и сейчас к тому идёт.
Да там не большое плечо получается.Я ещё наружные диски внутрь на 5 см сдвину.Это облегчает пуск в мороз,когда намерзание идет.Задвижка полюбому малость подтравливает.И,согласись,их турбины расчитаны на весьма серьёзные напоры,а у меня,как не кувыркайся больше 2-2.5 не осилить.
Соглашаюсь, напор у тебя действительно умеренный. Всё должно работать нормально. Но я бы посоветовал на консольно выступающие лопасти приварить, если не диск, то хотя бы обруч (диск с большой дыркой). Стрёмно как-то, когда лопасти свободно торчат.
Ну там защемлённая консоль 50 мм.Однако сопромат рулит.А момент силы, под заданным углом,не шибко высокий получается.Я стараюсь не наступать на одни грабли дважды.