Вы здесь

Гидроэлектростанция Сергея Бодрова. Страница 16 из 28

Перейти к полной версии/Вернуться
820 сообщений
: Абакан
09.01.2013 - 17:34
: 5

Добрый день. Имеется пруд 20 Га, насыпная дамба и два вида сброса воды. Первый - через трубу с вентилем 50 см, с перепадом 4,5 м, второй-через паводковый канал шириной около 3-х метров и перепадом около пяти и метров и в конце канала водопад около высотой 2-х метров. Этим летом планирую осваивать хозяйство и вопрос электроснабжения стоит остро. Из двух вариантов установки мини гэс понимаю,что эффективней ее установка на трубе, но по определенным причинам планирую установку на канале. В свое время сделал расчет мощности потока:Расчет ГЭС на пруду.
Сечение русла: ширина-335 см, глубина 22,32,20 см.
Скорость за 34 сек. 20 м.
Напор-4,5 м.
Площадь сечения-0,246*3,35=0,824 м2
Скорость течения 20 м/ 34с =0,58 м/с
Расход воды Q = a∙b∙v 0,824*0,58=0,474 м3/с
Мощность N=k*9.81*1000*Q*H,
где k - КПД системы (обычно составляет 20%-50%); 9,81 (м/сек2) - ускорение свободного падения; H – перепад высот;
Q - расход воды (м3/сек); 1000 - плотность воды (кг/м3).
N=0.5*9.81*1000*0.474*4.5=10462 Вт.или 10кВт

Не знаю на сколько он верный, планирую получить хотя бы 3-5 кВт. Турбину планирую сделать по образу и подобию, как у Сергея Бодрова. Прекрасно понимаю, что все оптимальные параметры можно будет получить путем проб и ошибок.
И все же вопрос первый. Уважаемый FANT подойдут ли параметры турбины версии пятой Сергея Бодрова к моим условиям?
Вопрос второй. Генератор планирую делать из 3-5 кВт асинхронного двигателя. С конденсаторами все понятно а вот схему регулирования балластной нагрузкой ни где найти не могу. Если у кого есть схема или кто нибудь смог бы ее рассчитать был бы очень признателен.
С уважением Сергей.

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

PRO4949, давайте для начала уточним располагаемую мощность.
Вы почти всё правильно подсчитали, за исключение одной позиции.
При расчете скорости, Вы взяли длину пути сливного канала и поделили эту длину на время прохождения порции воды по этому каналу. Получилось 0,58 м/сек. Но это не скорость воды на входе в сливной жёлоб, это – средняя скорость водяного потока при пологом сливе. Мало вероятно, что поток по ходу движения не разгоняется. На входе в жёлоб скорость поменьше, на выходе из жёлоба – побольше.
Поэтому дебет водного потока нужно уточнить. Замер местной скорости можно сделать видеосъёмкой с мобильника, бросив в воду кусочек пенопласта и натянув две верёвки на расстоянии 1 м.

Для сравнения, у Сергея при перепаде 1,5 м скорость на входе в турбину 5,4 м/сек.
При перепаде высот 4,5 метра, можно рассчитывать на скорость потока не менее 9 м/сек. При дебете воды 1 куб. м в секунду располагаемая мощность 40 кВт.
Если реальный дебет меньше, то во столько же раз меньше располагаемая мощность.

Турбина Сергея (типа Банки) полностью подходит для вашего случая, без изменения размеров.
Только при условии, что водовод будет крутым. Пологий желоб для подачи воды в турбину не годится.
Правда, можно пойти на потери располагаемой мощности, если в зоне водопада поставить вертикальную трубу с входным конфузором. Но как это будет работать зимой в морозы ?
Если есть готовый асинхронник, то от него и надо плясать, сооружая водовод. Зачем нужен балластник, я не очень понимаю. Но вопросы по генерации – лучше к Сергею.
Он тут собаку съел.

Сергей Бодров
"pro4949" пишет:

второй-через паводковый канал шириной около 3-х метров и перепадом около пяти и метров и в конце канала водопад около высотой 2-х метров.

Приветствую,Сергей.
Не совсем понятен ход воды.Если это водобойный колодец в монахе,то расчитывать нужно мощность только на водопаде.Поэтому вероятно и скорость потока столь мала.Ну и потом паводковый канал - он и есть паводковый,т.е. предназначен для поддержания постоянных значений верхнего бьефа (или если угодно - НПУ,нормального подпёртого уровня).Расход воды через такой сброс непостоянен и работать с ним крайне неудобно.Раньше на таких потоках ставили верхнебойные водяные колёса.Для разгона турбины лучше и проще работать с замкнутым потоком,берущим начало в средних или нижних слоях воды.Или ,как пишет Игорь,заключать этот поток в крутой водовод на всю величину напора.
С асинхронниками я ещё не связывался.Но ход рассуждений по балласту думаю будет такой.Наивысший КПД турбины Банки достигается при угловой скорости ротора турбины порядка 0.5-0.6 скорости потока(именно на эту скорость расчитывается номинальное напряжение на зажимах).После возбуждения генератора в цепь наргузки включить блок реостатов и тормозить вращение вводом сопротивления.При достижении нормального напряжения,снять показания сопротивления введённых в нагрузку реостатов(заодно померять ток и поиграть реостатами,выяснить на сколько широкий коридор допустимой нагрузки).Такой балласт и будешь включать при пуске.А при включении полезных нагрузок - уменьшать сопротивление.КАк? Это уже вопрос автоматического регулирования.Тема,я скажу,обширнейшая.Поэтому предпочитаю пользоваться пока синхронниками.Я просто ограничился бы вводом реостатов для получения максимально допустимого напряжения(например 240 вольт в плече),а дополнительно грузил бы до снижения до 170 вольт.Вместо реостатов подобрать по сопротивлению тены и использовать для обогрева.Сгладить колебания напруги можно стабилизатором.Это самое простое,что приходит в голову.Можно конечно и усложнить.

: Абакан
09.01.2013 - 17:34
: 5

Спасибо Сергей, спасибо FANT за оперативный ответ. Да вы правы паводковый канал достаточно пологий с протяжностью
метров 300. Колебания уровня воды в среднем течении небольшое, за исключением весеннего паводка.Замеры производил в среднем течении канала. Дело в том что на данный момент естественное русло реки является продолжением этого канала и хотелось бы так и оставить. По этому рассматриваю два варианта. Первый загнать часть воды канала в водоток и в нем разогнать поток до нижней точки водопада. При этом входную часть водотока сделать с переливом для постоянства потока. Второй устанавливать турбину все же у трубы, но регулировать поток таким образом, чтобы электричества хватало и в паводковом канале было пусть небольшое но течение. При открытии вентиля на всю катушку вода по каналу переставала бежать часов через 20. . Сейчас планирую подбирать материал для турбины и начинать ее потихоньку лепить. После паводка буду пробовать второй вариант снимать показания и уже потом подбирать генератор или к первому варианту. По поводу автоматики регулирования балластной нагрузкой, именно ее я и имел ввиду. Наверняка кто то уже такие схемы собирал пусть для двигателей с другими номиналами. Ну да ладно, Сергей прав сначала все запустить по простому варианту а потом уже автоматизировать.
С уважением Сергей.

: Абакан
09.01.2013 - 17:34
: 5

Вот увидел на одной разборке улитку, не удержался и купил. С виду показалось почти по требуемым параметрам, прельстило минимум затрат на переделку.
Дома замерял колесо:
ширина 320 мм;
диаметр 634 мм;
ширина лопатки 80 мм;
глубина лопатки 16 мм;
угол около 40 ;
лопаток 32 шт;
толщина диска 3 мм.
За одно тут же оказался китайский генератор 3 кВт., 1500 об.
На мой взгляд параметры хоть и не идеальны, но пробовать экспериментировать можно. Вопрос Сергею как считаете усиливать лопатки дополнительным кольцом надо или при длине 314 мм выдержат?

: Казахстан. Алматы
22.08.2010 - 21:08
: 186

Сергей, вот именно про такой генератор говорил. 1500об\мин и безщеточный на магнитах. Именно то что надо.

: Абакан
09.01.2013 - 17:34
: 5

В том то и дело генератор щеточный.

Сергей Бодров

Всех приветствую.
У меня тоже всегда был велик соблазн использовать под турбину воздуходув.Меня остановили две вещи.Во первых,это крепление на валу одним диском(хотя это можно исправить),во вторых - малая ширина лопаток относительно диаметра колеса.Там конечно можно поколдовать,но я предпочёл использовать только кожух,вварив туда направляющую под параметры потока,а ротор варил сам.У меня воздуходув поменьше.Диаметр колеса 500мм,а ширина таже.
Генераторов таких не встречал.У него есть регулировка напряжения?На вид - вполне надёжно сделанная машинка.

: Казахстан. Алматы
22.08.2010 - 21:08
: 186
pro4949 пишет:

В том то и дело генератор щеточный.

Если он щеточный, интересно как при 1500 об он выдает 220?

: Абакан
09.01.2013 - 17:34
: 5

На табличке в месте с иероглифами указано 1500 оборотов и у кого покупал сказал, что запускали для проверки от электродвигателя 1500 об. все работало. Регулировки напряжения нет. Я где то встречал ролик, по моему амерекос делал мини ГЭС и из Китая выписывал именно такой генератор. По поводу барабана я уже вырезал диск на вторую сторону и заказал вал. По поводу лопаток я думаю придется экспериментировать с соплом. У меня такой вопрос выходная труба из под дамбы 630 мм., какой трубой подводить по горизонтали к установке на расстояние 6 м. ? Напомню перепад 4,5 м. расход около 400 литров.
Вот нашел генератор http://www.biztoru.com/sell-diesel-generators/st-ac-synchronous-alternat...

Украина
: Луганская обл. г Артемовск.
12.04.2013 - 10:39
: 3

Добрый день.Просматривал так что нибуть почитать и попал сюда, в результате пришлось читать всё до последней странички.Очень интересная и самое главное познавательная информация, не мог оторваться.Огромное спасибо таким людям как Сергей и Игорь.К большому сожалению у меня нет реки ,нет ручья но есть уклон на участке так без точных замеров длиной 50-70 метров и перепад высот от 5 до8 метров,Игорь рассказывал о конструкции на основе бассейна.Это пожалуй единственное что я могу себе позволить в реальности, но как это все соорудить чтобы работало правильно ,тут нужен Ваш совет.

Сергей Бодров
"Виктор Г." пишет:

Виктор,приветствую.
Спасибо за внимание к нашему разговору.
У нас здесь свободное изложение своих размышлений,подкреплённое знаниями и опытом.Мы даже почти не ругаемся,а иногда даже обсуждаем весьма утопические проекты.Так,что Вы попали по адресу.

"Виктор Г." пишет:

К большому сожалению у меня нет реки ,нет ручья

Существуют ещё родники и скважины,ливневые и не очень,дожди.Наконец Архимед придумал когда то свой знаменитый винт,к которому Игорь пристроил очень интересные теоретические(а может уже и практические) выкладки.Существует в конце-концов гидро-таран,через который можно пропускать ниспадающий поток и частично возвращать его назад.
Вот где то так.
Вы опубликуйте свои мысли,а мы уж постараемся помочь Вам их развить до стадии реального проекта.
Удачи.С.Б.

Сергей Бодров
"Lom ster" пишет:

Если он щеточный, интересно как при 1500 об он выдает 220?

Наверное потому,что у него 4 полюса...Ничего нового.Так же как при 600 оборотах или при 350.Чем больше полюсов,тем меньше обороты для получения нужных параметров.

Сергей Бодров
"pro4949" пишет:

У меня такой вопрос выходная труба из под дамбы 630 мм., какой трубой подводить по горизонтали к установке на расстояние 6 м. ? Напомню перепад 4,5 м. расход около 400 литров.

Ну посчитай маленько: При Н=4.5м
скорость потока будет примерно 9м/сек.Потери скорости при горизонтальном потоке где то 5% на 10 м .Какова должна быть площадь сечения выходного потока для 400л/сек?Я думаю около 500 кв.см..

Украина
: Луганская обл. г Артемовск.
12.04.2013 - 10:39
: 3

К большому сожалению могу только бассейн,а за помощь спасибо .Так с чего начать?

Сергей Бодров
"Виктор Г." пишет:

.Так с чего начать?

С начала!

Украина
: Луганская обл. г Артемовск.
12.04.2013 - 10:39
: 3

Так это можно полагать не шутки большого дяди? http://www.youtube.com/watch?v=H-tXe_jnWIs

Russia
22.04.2013 - 17:39
: 1

Всем привет! Прочитал весь форум, очень интересная тема, сам не раз задавался вопросом постройки микро ГЭС. Надеюсь форум еще жив, так как хотелось бы получить комментарии у знающих людей по вопросу стоит ли вообще приступать к строительству собственной микро ГЭС? В наличии труба 100 мм, перепад около 10 метров.

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

Сергей, привет. Как твои дела ? Как твои успехи с новой модификацией твоей турбины ?
Натолкнулся тут недавно на ещё одну инфу о попытке запустить микро-ГЭС:

http://dvigatel.myfor.ru/viewtopic.php?f=5&t=26&start=0&sid=0673576a690e...

Как видишь, располагая приличным напором и приличным дебетом воды, мужики не смогли получить от промышленного образца микро-ГЭС паспортную мощность. Так что, твоя успешно работающая ГЭС - редкое исключение.

Даю ссылку на небольшую книжку про микро ГЭС: http://sgp.uz/userfiles/MikroGES%20rus-new.pdf

Над теми "гидро-чудесами", о которых я писал здесь ранее, я сейчас реально работаю. Когда будут положительные результаты - обязательно поделюсь.
Всего доброго !!!

Уже Великая Россия
: Уже Великая Россия
22.04.2011 - 21:44
: 4309
"FANT" пишет:

мужики не смогли получить от промышленного образца микро-ГЭС паспортную мощность.

Да вот почему-то в последнее время многое что приходит из Китая и наших мелких предприятий очень часто не отвечает заявленным производителем характеристикам. Думаю что это связано с безответственостью производителя.

Сергей Бодров

Всем доброго времени.
Время стало по-спокойнее,можно продолжать работу над новой турбиной.
Опорные диски и вал ротора готовы,лопасти - почти готовы.Делаю шаблоны для изготовления корпуса и подводящей трубы.Чёт всё какое то миниатюрное получается,хоть и тяжёлое.Общая компановка и схема подвода воды примерно такие.Ещё есть время что либо изменить.Ваше мнение,господа.

РФ
: Зазеркалье
16.09.2011 - 13:27
: 457

Выглядит красиво, удачи вам Сергей.

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

Сергей, привет !
Для начала хотелось бы понять, что изменилось в твоем проекте, в сравнении с февральским вариантом (твой пост № 429).
По новой картинке видно, что турбина осталась прежней. А вот направляющий патрубок скорректирован.
Мне не очень понятен излом (градусов под 35) подводящего патрубка в верхней части, да ещё с острой кромкой. Это гарантия образования вихря в этой зоне с активным противотоком.
В нижней части ты соорудил своего рода трамплинчик с радиусом 75 мм. На мой взгляд, крутовато, потому что опять появляется опасность вихря с противотоком.
Считаю целесообразным верхний излом убрать, заменив плавным поворотом, а нижний трамплинчик сделать «помягче». Радиусы там и там не менее 300 мм.
Про центральное тело, помещенное в подводящий патрубок пока ничего не говорю, не получив твои разъяснения по его конструктиву.

Сергей Бодров
"FANT" пишет:

Привет.Давно не общались.Надеюсь у тебя всё нормально?
Конструктив тот же.Летом заниматься серьёзно было некогда.Сделал опорные диски,вал,подшипники опорные подобрал.......Ну и много думал о подводе воды и возможности корректировки потока в некоторых пределах.Отсюда и родилась вся эта схема.Поток делится на две части корректирующим крылом,которое,поворачиваясь может полностью перекрывать верхнюю часть потока.На нижнем подводе радиус можно бы сделать помягче,но тогда придётся опустить подводящую трубу,чтоб не потерять углы входа.А мне (по месту)очень бы не хотелось этого делать.
Чёт я не понял,про какой излом в 35гр.ты говоришь...
Да вот ещё что.Суммарное проходное сечение верхнего и нижнего подходящих на лопасти потоков,примерно вдвое меньше площади сечения подводящей трубы.Это,на мой взгляд,позволит максимально использовать напор и добиться максимальной скорости воды при попадании на лопасти.

26.03.2009 - 22:50
: 1909

Смотрю я на эти рисунки и складывается впечатление, что никто толком и не понимает принципов гидродинамики и соответственно работы гидротурбин... sad

для начала ознакомтесь с примерами:
http://images.yandex.ua/yandsearch?text=%D1%81%D1%85%D0%B5%D0%BC%D1%8B%2...

http://nashaucheba.ru/v49759/смирнов_и.н._гидравлические_турбины_и_насосы

П.С. еще ознакомьтесь с понятием "Вектор скорости", это основа любой динамики.... victory

Сергей Бодров
"VaKula" пишет:

Вы что то конкретное имеете сказать по предлагаемой схеме турбины?Картинки смотреть и книжки читать мы умеем.....И если не трудно,просветите нас по поводу "вектора скорости"....

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

Смотрю я на эти рисунки и складывается впечатление, что никто толком и не понимает принципов гидродинамики и соответственно работы гидротурбин... sad
для начала ознакомтесь с примерами:...

Для начала неплохо, как сказал турок, когда его посадили на кол.
Хотелось бы ознакомиться с содержательной частью. применительно к микро ГЭС с двумя метрами располагаемого напора.

VaKula пишет:

П.С. еще ознакомьтесь с понятием "Вектор скорости", это основа любой динамики.... victory

Если речь идет о векторных треугольниках скорости на входе и на выходе из турбины, то этого добра не надо. Голая теория неинтересна.

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

Чёт я не понял,про какой излом в 35гр.ты говоришь...
Да вот ещё что.Суммарное проходное сечение верхнего и нижнего подходящих на лопасти потоков,примерно вдвое меньше площади сечения подводящей трубы.Это,на мой взгляд,позволит максимально использовать напор и добиться максимальной скорости воды при попадании на лопасти.

Место излома я пометил красной стрелкой.
Синей стрелкой помечена зона отхода кожуха от контуров колеса. Это - тоже защита от обледенения ?

По поводу двухкратного снижения проходного сечения - верный ход.

Вложение
turbina_bodrova_noyabr_2013.docx
Сергей Бодров
"FANT" пишет:

Теперь понятно.В принципе не думаю,что на этом изломе возникнут какие то неприятные явления именно из-за снижении скорости в подводящей трубе

"FANT" пишет:

По поводу двухкратного снижения проходного сечения - верный ход.

если б скорости были равнозначными,тогда да,а так основное ускорение потока будет начинаться в районе регулирующего крыла(эт я так его для себя обозвал).Получается что то типа сопла иди диффузора.

"FANT" пишет:

Синей стрелкой помечена зона отхода кожуха от контуров колеса. Это - тоже защита от обледенения ?

На работающей сейчас турбине у меня там просто дырка и зимой идёт намерзание,поскольку в этой зоне с лопастей уже есть сход воды.Вот и решил поставить глухой кожух,отодвинув его от ротора,чтоб не создать подпора и захлёбывания.Буржуи тож эту зону отодвигают,да ещё и атмосферный сапун туда ставят.

26.03.2009 - 22:50
: 1909
"Сергей Бодров" пишет:

Вы что то конкретное имеете сказать по предлагаемой схеме турбины?

При более тщательном изучении схемы турбины, пришел к пониманию правильности конструкции и соответствия ее теории.
Прошу прощения за критические замечания.
Просто я привык к турбинам с направляющими аппаратами, а здесь же его роль играет корпус, а я сразу не понял.....

"FANT" пишет:

применительно к микро ГЭС с двумя метрами располагаемого напора.

При таком напоре, на мой взгляд, я бы делал такую... полное использование энергии потока