Как сделать пропеллер для ветряка: Как сделать небольшой ветрогенератор своими руками

Содержание

Как сделать небольшой ветрогенератор своими руками


Итак, мы собираемся сделать небольшой ветрогенератор. Его можно изготовить в домашних условиях. 90% деталей выполнены из пластиковых труб и фитинга, поэтому его с легкостью можно разбирать для транспортировки и снова собирать. Давайте начнем.

Изготовление лопастей





Для этого вам понадобится пластиковая труба диаметром 8 см и длиной 25 см.
Разрежьте ее вдоль на три равные части. Каждую часть разрезаем вдоль под углом и из полученных деталей вырезаем лопасть, как на рисунке.
Для основы винта берем любую круглую пластину, диаметр которой 6 см.
Делаем в ней три равноудаленных отверстия и с помощью небольших болтов и гаек крепим лопасти к пластине.

Изготовление основы




На основе и мачте ветрогенератора устанавливается винт, генератор, хвост и поворотный механизм. Основу сделать очень просто. Для этого понадобится несколько коротких отрезков пластиковой трубы и некоторые элементы фитинга.
4 отвода и 3 тройника соединяем, как на рисунке.

Делаем хвост



Для нормальной работы ветрогенератора нужен хвост. Каково его назначение? Хвост нужен для автоматического поворота оси винта при изменении направления ветра.
Для его изготовления нужно вырезать пластину из оцинкованной стали, сделать прорезь в пластиковой трубе, вставить в нее пластину и закрепить все болтом.

Корпус с генератором





Для изготовления корпуса с генератором понадобятся:
  • электропровод,
  • корпус пластиковой ручки ,
  • пластиковый тройник,
  • два подшипника,
  • мотор (генератор) постоянного тока на 3 В.


Вставьте генератор в тройник.
Закрепите подшипники на общей оси.
В качестве оси можно использовать отрезок корпуса ручки.
Один подшипник должен крепиться к тройнику.

Мини ветрогенератор готов



Поставьте ветрогенератор напротив вентилятора.
Подсоедините щупы к проводам на выходе. Да, прибор покажет, что вырабатывается электрический ток. С эффективным генератором можно зарядить 3-вольтовую батарею. Кроме этого, подобным образом можно сделать ветрогенератор побольше, которым можно будет заряжать мобильный телефон.

Смотрите видео работы ветрогенератора


Изготовления ветряного пропеллера для ветроэлектростанций

Пропеллер – это устройство типа винта самолета. По своим конструктивным параметрам он значительно проще и легче ветроколеса. Скорость вращения пропеллера значительно быстрее и даже позволяет обойтись без мультипликатора в определенных условиях, как это показано ниже:

Более целесообразно для ветроэлектростанций использовать одновременно два пропеллера:

Один из них связывают с ротором электрогенератора и вращается он в одну сторону, а второй со статором, и крутится он в противоположную сторону. Мультипликатор с передаточным числом 1 к 2 аналогичен применению конструкции такого типа.

Есть еще вариант изготовления пропеллера. Для создания пропеллера с диаметром 1,5 м нужно взять чистую осиновую, еловую или же березовую доску толщиной 25 мм и имеющую ширину порядка 110-120 мм и гладко выстругать ее до толщина порядка 20-23 мм. После чего необходимо от центра доски отмерять по 60-70 мм и пометить рисками, как это показано ниже:

Это ступица – центральная часть доски. Четырьмя болтами к ней будет крепится фланец металлический, который будет надеваться на ось ротора мультиплексора или генератора.

После чего обе половины доски необходимо стесать так, что бы получить четырехугольные пирамиды, усеченные, которые будут иметь поперечное сечение на концах порядка 80х10 мм (см. сечение 3-3 и 4-4). После чего поверхности лицевые пирамид необходимо стесать (удалить половину их объема), причем на одном конце обтесывают одну половину, а на другом – другую. В результате вся лицевая сторону будет иметь вид пропеллера. На тыловой же стороне по всей длине доски плавно будет закручиваться прямой угол. Форму поперечного сечения крыла самолета должно иметь данное поперечное сечение (см. сечение 1-1, 2-2). Переднюю кромку и концы лопастей лучше будет оковать аккуратно алюминиевым тонким листом для избегания преждевременного изнашивания. После изготовления его нужно покрасить краской или покрыть лаком.

Быстроходность пропеллера будет напрямую зависит от толщины доски. Чем тоньше – тем пропеллер быстроходней. Однако не следует делать ее слишком тонкой. После монтажа пропеллера его необходимо сбалансировать.

Конструкция с разнонаправленным вращением пропеллеров ветряка:

Лопасти для ветрогенератора: изготовление своими руками

Грамотно рассчитанные лопасти для ветрогенератора определяют технические параметры устройства, расширяют возможности монтажа на выбранной локации, влияют на геометрические параметры. Ветровой генератор представляет собой особую категорию оборудования, используемую для выработки электричества в результате трансформации кинетической энергии ветра.

Устройство и принцип работы ветрогенератора

Такие технические решения востребованы в регионах, где преобладает ветреная погода, они функционируют, используя воздушный поток, в итоге образуется электрический ток. Устройства работают благодаря присутствию в конструкции лопастей, они вращаются и запускают генератор. Последний превращает кинетическую энергию ветра в электричество, ток подается к потребляющему его оборудованию и аккумуляторным блокам.

Ветряки промышленного производства и изготовленные дома своими руками могут быть использованы как в качестве ключевого, так и вспомогательного источника напряжения. В частности, непрерывно функционирующие генераторы обслуживают осветительную систему дома, отвечают за нагревание воды вне зависимости от основной электроцепи.

Если объект не соединен с централизованной электрической сетью, мощности ветряка может быть достаточно для поддержания отопительной системы, всех бытовых приборов, лампочек. Следует учитывать, что в зимние месяцы для обслуживания отопления производительность установки должна быть выше 10 кВт, в этом случае мощности будет хватать и для бытовой техники. Ветряные электростанции эксплуатируются в тандеме со стабилизаторами.

Виды ветрогенераторов

Они классифицируются по особенностям технического исполнения, что сказывается на функционале и возможностях.

Вертикальные

В зависимости от того, какой тип ротора и лопастей используется, вертикальные ветрогенераторы могут быть ортогональными, подвида савониуса, многолопастными (здесь присутствует направляющий механизм), дарье, геликойдными. Главным преимуществом устройств является тот факт, что их не нужно корректировать относительно ветра, они хорошо работают при любом его направлении. Поэтому они не оснащаются устройствами, улавливающими воздушные потоки.

Благодаря простоте агрегаты можно размещать на земле, по сравнению с горизонтальными вариантами, изготовить своими руками лопасти для такого ветрогенератора будет гораздо проще. Минусом является невысокая производительность вертикальных моделей, сфера применения ограничена из-за их недостаточного КПД.

Горизонтальные

Здесь варьируется количество лопастей. Самую высокую скорость проявляют однолопастные экземпляры, если сравнивать с трехлопастными, при идентичной силе ветра они крутятся примерно в 2 раза быстрее. КПД горизонтальных моделей существенно превышает производительность вертикальных.

Ветрогенераторы с горизонтальной осью

Горизонтально-осевая ориентация имеет уязвимость – ее работоспособность привязана к направлению ветра, поэтому устройство оснащается дополнительными механизмами, улавливающими движение воздушных потоков.

Варианты форм лопастей

При изготовлении лопастей для ветрогенератора нужно учитывать, что эффективность ветряка будет зависеть от следующих их характеристик:

  • веса,
  • формы,
  • количества,
  • размеров,
  • базового материала.

Данные параметры очень важны, если хочется сделать лопасти своими руками. Ошибочно полагать, что для увеличения количества перерабатываемой ветровой энергии достаточно увеличить число крыльев на винте. Здесь, напротив, наблюдается снижение эффективности механизма, так как каждый отдельный сегмент при движении вынужден преодолевать неизбежное сопротивление воздуха. Поэтому для выполнения одного оборота винтом с большим количеством лопастей необходимо увеличение силы ветра.

Нельзя забывать, что избыток широких крыльев нередко вызывает формирование перед винтом своеобразной «воздушной шапки» – это явление, когда воздушный поток огибает ветряк, хотя должен проходить сквозь него. Форма элементов обладает существенным значением, так как определяет скорость перемещения винта. Если в результате неправильного расчета лопастей ветрогенератора возникает плохое обтекание, появляются вихри, способные затормозить колесо.

Однолопастные устройства зарекомендовали себя как самые продуктивные, но их довольно сложно самостоятельно сконструировать и сбалансировать. При высоком КПД конструкция отличается крайней ненадежностью, поэтому для тех, кто собирает устройство своими руками, будет удобна трехлопастная модель.

В домашних условиях принято выполнять лопасти крыльчатого или парусного типа. Последние выглядят как простые широкие полосы по аналогии с ветряной мельницей. Они малоэффективны, КПД варьируется в пределах 10-12%.

Крыльчатые лопасти функционируют по принципам аэродинамики, благодаря которым осуществляется перемещение самолетов. Подобный винт вращается быстрее, его легче привести в движение. Благодаря обтеканию воздухом уменьшается сопротивление. С одного края изделие имеет характерное утолщение, напротив наблюдается пологий спуск. Здесь КПД составляет 30-35%.

Материалы для изготовления лопастей

Решая, как сделать лопасти для ветрогенератора, обращаются к легким металлам, стеклоткани, пластику, древесине. При выборе решения опираются, прежде всего, на то, сколько личного времени и трудозатрат готовы выделить на сборку ветряка. Общими критериями для выбора материала являются прочность, легкость обработки, доступность, малый собственный вес, возможность придания требуемой формы.

Принципы изготовления лопастей для ветрогенератора своими руками

Зачастую главной сложностью становится определение оптимальных размеров, так как от длины и формы лопастей ветрогенератора зависит его производительность.

Материалы и инструменты

В основу закладываются следующие материалы:

  • фанера либо древесина в другой форме;
  • стекловолоконные листы;
  • алюминиевый прокат;
  • ПВХ-трубы, комплектующие для пластиковых трубопроводов.
Лопасти для ветрогенератора своими руками

Выбирают один вид из того, что есть в наличии в виде остатков после ремонта, к примеру. Для их последующей обработки понадобятся маркер либо карандаш для черчения, лобзик, наждачная бумага, ножницы по металлу, ножовка.

Чертежи и расчеты

Если идет о маломощных генераторах, производительность которых не превышает отметки в 50 ватт, для них изготавлив

Изготовление лопастей для ветрогенератора своими руками

Просмотров: 139

Использование альтернативных источников энергии – один из основных трендов нашего времени. Чистая и доступная энергия ветра может преобразовываться в электричество даже у вас дома, если построить ветряк и соединить его с генератором.

Соорудить лопасти для ветрогенератора своими руками можно из обычных материалов, не используя специального оборудования. Узнайте, какая форма лопастей эффективнее, и подберите подходящий чертеж для ветровой электростанции.

Содержание статьи:

  • Как работает простой ветрогенератор
  • Какая форма лопасти является оптимальной
  • Из чего делают лопасти в домашних условиях
    • Канализационные трубы из поливинилхлорида
    • Алюминий — тонкий, легкий и дорогой
    • Стекловолокно или стеклоткань — для профессионалов
    • Дешево и сердито: деревянная деталь для ветроколеса
  • Чертежи и примеры лопастей
  • Зачем нужна балансировка ветряка
  • Выводы и полезное видео по теме

Как работает простой ветрогенератор

Ветрогенератор – прибор, позволяющий преобразовывать энергию ветра в электричество.

Принцип работы его заключается в том, что ветер вращает лопасти, приводит в движение вал, по которому вращение поступает на генератор через редуктор, увеличивающий скорость.

Работа ветряной электростанции оценивается по КИЭВ — коэффициенту использования энергии ветра. Когда ветроколесо вращается быстро, оно взаимодействует с большим количеством ветра, а значит забирает у него большее количество энергии

Подразделяют две основные разновидности ветряных генераторов:

  • ветрикальные;
  • горизонтальные.

Вертикально ориентированные модели построены так, чтобы ось пропеллера была расположена перпендикулярно земле. Таким образом, любое перемещение воздушных масс, независимо от направления, приводит конструкцию в движение.

Такая универсальность является плюсом данного типа ветряков, но они проигрывают горизонтальным моделям по производительности и эффективности работы

Горизонтальный ветрогенератор напоминает флюгер. Чтобы лопасти вращались, конструкция должна быть повернута в нужную сторону, в зависимости от направления движения воздуха. Для контроля и улавливания изменений направления ветра устанавливают специальные приборы. КПД при таком расположении винта значительно выше, чем при вертикальной ориентации. В бытовом применении рациональней использовать ветрогенераторы этого типа.

Какая форма лопасти является оптимальной

Один из главных элементов ветрогенератора – комплект лопастей. Существует ряд факторов, связанных с этими деталями, которые сказываются на эффективности ветряка:

  • вес;
  • размер;
  • форма;
  • материал;
  • количество.

Если вы решили сконструировать лопасти для самодельного ветряка, обязательно нужно учитывать все эти параметры. Некоторые полагают, что чем больше крыльев на винте генератора, тем больше энергии ветра можно получить. Другими словами, чем больше, тем лучше.

Однако, это далеко не так. Каждая отдельная часть движется, преодолевая сопротивление воздуха. Таким образом, большое количество лопастей на винте требует большей силы ветра для совершения одного оборота. Кроме того, слишком много широких крыльев могут стать причиной образования так называемой «воздушной шапки» перед винтом, когда воздушный поток не проходит сквозь ветряк, а огибает его.

Форма имеет большое значение. От нее зависит скорость движения винта. Плохое обтекание становится причиной возникновения вихрей, которые тормозят ветроколесо

Самым эффективным является однолопастной ветрогенератор. Но построить и сбалансировать его своими руками очень сложно. Конструкция получается ненадежная, хоть и с высоким коэффициентом полезного действия. По опыту многих пользователей и производителей ветряков, самой оптимальной моделью является трехлопастная.

Вес лопасти зависит от ее размера и материала, из которого она будет изготовлена. Размер нужно подбирать тщательно, руководствуясь формулами для расчетов. Кромки лучше обрабатывать так, чтобы с одной стороны имелось закругление, а противоположная сторона была острой

Правильно подобранная форма лопасти для ветрогенератора является фундаментом его хорошей работы. Для домашнего изготовления подходят такие варианты:

  • парусного типа;
  • крыльчатого типа.

Лопасти парусного типа представляют собой простые широкие полосы, как на ветряной мельнице. Эта модель наиболее очевидна и проста в изготовлении. Однако, ее КПД настолько мал, что эта форма практически не применяется в современных ветрогенераторах. Коэффициент полезного действия в данном случае составляет около 10-12%.

Гораздо более эффективная форма – лопасти крыльчатого профиля. Здесь задействованы принципы аэродинамики, которые поднимают в воздух огромные самолеты. Винт такой формы легче приводится в движение и вращается быстрее. Обтекание воздухом значительно сокращает сопротивление, которое встречает на своем пути ветряк.

Правильный профиль должен напоминать крыло самолета. С одной стороны лопасть имеет утолщение, а с другой — пологий спуск. Воздушные массы обтекают деталь такой формы очень плавно

КПД этой модели достигает значения 30-35%. Хорошая новость заключается в том, что построить крыльчатую лопасть можно и своими руками с применением минимума инструментов. Все основные расчеты и чертежи можно легко адаптировать под свой ветряк и пользоваться бесплатной и чистой энергией ветра без ограничений.

Из чего делают лопасти в домашних условиях

Материалы, которые подойдут для строительства ветрогенератора – это, прежде всего, пластик, легкие металлы, древесина и современное решение – стеклоткань. Главный вопрос заключается в том, сколько труда и времени вы готовы потратить на изготовление ветряка.

Канализационные трубы из поливинилхлорида

Самый популярный и широко распространенный материал для изготовления пластиковых лопастей для ветрогенератора является обыкновенная канализационная ПВХ-труба. Для большинства домашних генераторов с диаметром винта до 2 м хватит трубы 160 мм.

К преимуществам такого метода относят:

  • невысокую цену;
  • доступность в любом регионе;
  • простоту работы;
  • большое количество схем и чертежей в интернете, большой опыт использования.

Трубы бывают разными. Это известно не только тем, кто изготавливает самодельные ветряные электростанции, но всем, кто сталкивался с монтажом канализации или водопровода. Они отличаются по толщине, составу, производителю. Труба стоит недорого, поэтому не нужно пытаться еще больше удешевить свой ветряк, экономя на ПВХ-трубах.

Некачественный материал пластиковых труб может привести к тому, что лопасти треснут при первом же испытании и вся работа будет проделана впустую

Сначала нужно определиться с лекалом. Вариантов существует много, каждая форма имеет свои недостатки и преимущества. Возможно, имеет смысл сначала поэкспериментировать, прежде чем вырезать итоговый вариант.

Поскольку цена на трубы невысокая, а найти их можно в любом строительном магазине, этот материал отлично подойдет для первых шагов в моделировании лопастей. Если что-то пойдет не так, всегда можно купить еще одну трубу и попробовать сначала, кошелек от таких экспериментов не сильно пострадает.

Опытные пользователи энергии ветра заметили, что для изготовления лопастей для ветрогенератора лучше использовать оранжевые, а не серые трубы. Они лучше держат форму, не изгибаются после формирования крыла и дольше служат

Конструкторы-любители предпочитают ПВХ, так как во время испытаний сломанную лопасть можно заменить на новую, изготовленную за 15 минут прямо на месте при наличии подходящего лекала. Просто и быстро, а главное – доступно.

Алюминий — тонкий, легкий и дорогой

Алюминий – легкий и прочный металл. Его традиционно используют для изготовления лопастей для ветрогенераторов. Благодаря небольшому весу, если придать пластине нужную форму, аэродинамические свойства винта будут на высоте.

Основные нагрузки, которые испытывает ветряк во время вращения, направлены на изгиб и разрыв лопасти. Если пластик при такой работе быстро даст трещину и выйдет из строя, рассчитывать на алюминиевый винт можно гораздо дольше.

Однако если сравнивать алюминий и ПВХ-трубы, металлические пластины все равно будут тяжелее. При высокой скорости вращения велик риск повредить не саму лопасть, а винт в месте крепления

Еще один минус деталей из алюминия – сложность изготовления. Если ПВХ-труба имеет изгиб, который будет использован для придания аэродинамических свойств лопасти, то алюминий, как правило, берется в виде листа.

После вырезания детали по лекалу, что само по себе гораздо сложнее, чем работа с пластиком, полученную заготовку еще нужно будет прокатать и придать ей правильный изгиб. В домашних условиях и без инструмента сделать это будет не так просто.

Стекловолокно или стеклоткань — для профессионалов

Если вы решили подойти к вопросу создания лопасти осознанно и готовы потратить на это много сил и нервов, подойдет стекловолокно. Если ранее вы не имели дела с ветрогенераторами, начинать знакомство с моделирования ветряка из стеклоткани – не лучшая идея. Все-таки этот процесс требует опыта и практических навыков.

Лопасть из нескольких слоев стеклоткани, скрепленных эпоксидным клеем, будет прочной, легкой и надежной. При большой площади поверхности деталь получается полая и практически невесомая

Для изготовления берется стеклоткань – тонкий и прочный материал, который выпускается в рулонах. Помимо стекловолокна пригодится эпоксидный клей для закрепления слоев. Начинают работу с создания матрицы. Это такая заготовка, которая представляет собой форму для будущей детали.

Матрица может быть изготовлена из дерева: бруса, доски или бревна. Прямо из массива вырубают объемный силуэт половины лопасти. Еще вариант – форма из пластика

Сделать заготовку самостоятельно очень сложно, нужно иметь перед глазами готовую модель лопасти из дерева или другого материала, а только потом по этой модели вырезают матрицу для детали. Таких матриц нужно как минимум 2. Зато, сделав удачную форму однажды, ее можно применять многократно и соорудить таким образом не один ветряк.

Дно формы тщательно смазывают воском. Это делается для того, чтобы готовую лопасть можно было легко извлечь впоследствии. Укладывают слой стекловолокна, промазывают его эпоксидным клеем. Процесс повторяют несколько раз, пока заготовка не достигнет нужной толщины.

Затем клей должен высохнуть. Некоторые рекомендуют поместить форму в вакуумный пакет и откачать воздух. Так клей лучше проникает во все слои стеклоткани, не оставляя непропитанных участков

Когда эпоксидный клей высохнет, половину детали аккуратно вынимают из матрицы. То же делают со второй половиной. Части склеивают между собой, чтобы получилась полая объемная деталь. Легкая, прочная, правильной аэродинамической формы лопасть из стекловолокна – вершина мастерства домашнего любителя ветряных электростанций.

Ее главный минус – сложность реализации задумки и большое количество брака на первых порах, пока не будет получена идеальная матрица, а алгоритм создания не будет отточен.

Дешево и сердито: деревянная деталь для ветроколеса

Деревянная лопасть – дедовский метод, который  легко осуществим, но малоэффективен при сегодняшнем уровне потребления электричества. Сделать деталь можно из цельной доски легких пород древесины, например, сосны. Важно подобрать хорошо высушенную деревянную заготовку.

Если дерево будет сырым, в процессе высыхания винт может «повести» и он деформируется. Да и вес влажного дерева существенно выше сухого

Нужно выбрать подходящую форму, но учитывать тот факт, что деревянная лопасть будет не тонкой пластиной, как алюминиевая или пластиковая, а объемной конструкцией. Поэтому придать заготовке форму мало, нужно понимать принципы аэродинамики и представлять себе очертания лопасти во всех трех измерениях.

Придавать окончательный вид дереву придется рубанком, лучше электро. Для долговечности древесину обрабатывают антисептическим защитным лаком или краской

Главный недостаток такой конструкции – большой вес винта. Чтобы сдвинуть с места эту махину, ветер должен быть достаточно сильным, что трудноосуществимо в принципе. Однако дерево – доступный материал. Доски, подходящие для создания винта ветрогенератора, можно найти прямо у себя во дворе, не потратив ни копейки. И это главное преимущество древесины в данном случае.

КПД деревянной лопасти стремится к нулю. Как правило, время и силы, которые уходят на создание такого ветряка не стоят полученного результата, выраженного в ваттах. Однако, как учебная модель или пробный экземпляр деревянная деталь вполне имеет место быть. А еще флюгер с деревянными лопастями эффектно смотрится на участке.

Чертежи и примеры лопастей

Сделать правильный расчет винта ветрогенератора, не зная основных параметров, которые отображаются в формуле, а так же не имея понятия, как эти параметры влияют на работу ветряка, очень сложно. Лучше не тратить свое время, если желания вникать в основы аэродинамики нет. Готовые чертежи-схемы с заданными показателями помогут подобрать подходящую лопасть для ветряной электростанции.

Чертеж лопасти для двухлопастного винта. Изготавливается из канализационной трубы 110 диаметра. Диаметр винта ветряка в данных расчетах – 1 м

Подобный небольшой ветрогенератор не сможет обеспечить вас высокой мощностью. Скорей всего, вы вряд ли сможете выжать из этой конструкции больше 50 Вт. Однако двухлопастной винт из легкой и тонкой ПВХ-трубы даст высокую скорость вращения и обеспечит работу ветряка даже при небольшом ветре.

Чертеж лопасти для трехлопастного винта ветрогенератора из трубы 160 мм диаметра. Расчетная быстроходность в этом варианте – 5 при ветре 5 м/с

Трехлопастной винт такой формы может быть использован для более мощных агрегатов, примерно 150 Вт при 12 В. Диаметр всего винта в этой модели достигает 1,5 м. Ветроколесо будет вращаться быстро и легко запускаться в движение. Ветряк с тремя крыльями встречается в домашних электростанциях чаще всего.

Чертеж самодельной лопасти для 5-ти лопастного винта ветрогенератора. Изготавливается из трубы ПВХ диаметром 160 мм. Расчетная быстроходность – 4

Такой пятилопастной винт сможет выдавать до 225 оборотов в минуту при расчетной скорости ветра 5 м/с. Чтобы построить лопасть по предложенным чертежам, нужно перенести координаты каждой точки из колонок «Координаты лекала фронт/тыл» на поверхность пластиковой канализационной трубы.

По предложенной ниже таблице можно рассчитать диаметр ветряка с 2-16 лопастями. При этом можно подбирать размер с учетом желаемой мощности на выходе.

По таблице видно, что чем больше крыльев у ветрогенератора, тем меньше должна быть их длина для получения тока одинаковой мощности

Как показывает практика, обслуживать ветрогенератор больше 2 метров в диаметре достаточно сложно. Если в соответствии с таблицей вам необходим ветряк большего размера, подумайте над увеличением числа лопастей.

Зачем нужна балансировка ветряка

Балансировка лопастей ветрогенератора поможет сделать его работу максимально эффективной. Для осуществления балансировки нужно найти помещение, где нет ветра или сквозняка. Разумеется, для ветроколеса больше 2 м в диаметре найти такое помещение будет сложно.

Лопасти собираются в готовую конструкцию и устанавливаются в рабочее положение. Ось должна располагаться строго горизонтально, по уровню. Плоскость, в которой будет вращаться винт, должна быть выставлена строго вертикально, перпендикулярно оси и уровню земли.

Винт, который не движется, нужно повернуть на 360/х градусов, где х = количество лопастей. В идеале сбалансированный ветряк не будет отклоняться ни на 1 градус, а останется неподвижным. Если лопасть повернулась под собственным весом, ее нужно немного подправить, уменьшить вес с одной стороны, устранить отклонение от оси.

Процесс повторяется до тех пор, пока винт не будет абсолютно неподвижным в любом положении. Важно, чтобы во время балансировки не было ветра. Это может исказить результаты испытаний

Также важно проконтролировать, чтобы все части вертелись строго в одной плоскости. Для проверки на расстоянии 2 мм с обеих сторон одной из лопастей устанавливают контрольные пластины. Во время движения ни одна часть винта не должна коснуться пластины.

Выводы и полезное видео по теме

Построить ветряк своими руками из подручных материалов вполне возможно. Если начать с более простых моделей, то и первая попытка, вероятно, станет успешной. С опытом беритесь за более сложные задумки, чтобы получить максимально эффективный и мощный ветрогенератор.

Как сделать ветряк из труб ПВХ:

Ветрогенератор своими руками:

Ветряк из оцинкованной стали:

Если вы хотите использовать чистую и безопасную энергию ветра для бытовых нужд и не планируете тратить огромные деньги на покупку дорогостоящего оборудования, самодельные лопасти из обычных материалов будут подходящей идеей. Не бойтесь экспериментов, и вам удастся еще больше усовершенствовать существующие модели винтов ветряка.

Как изготовить лопасти для ветрогенератора своими руками

В последнее время все большую популярность приобретает использование в качестве альтернативного источника энергии ветрогенераторов, в том числе самодельных. Ветрогенератор состоит из турбины, флюгера и ветряного колеса. Укрепляется вся конструкция на достаточной высоте над землей – на крыше здания либо специальной мачте. Если собрать эффективный генератор в домашних условиях довольно затруднительно, то изготовить лопасти для ветряного колеса электрогенератора из подручных материалов своими руками под силу большинству домашних умельцев.

Самодельное ветряное колесо

Давайте рассмотрим подробнее процесс изготовления лопастей ветрогенератора. Прежде всего, необходимо определиться с мощностью мини электростанции. От этого базового показателя будет завесить диаметр ветряного колеса и количество лопастей. Зависимость диаметра колеса от потребной мощности при заданном числе лопастей приведены в таблице ниже. Данные актуальны для средней скорости ветра 4 м/с.

Зависимость диаметра колеса от потребной мощности

Как видно из таблицы, практически осуществимым собственными силами является строительство ветрогенератора мощностью примерно до ста Ватт.

Определившись с мощностью будущей энергоустановки, необходимо выбрать материал изготовления и профиль лопастей ветрогенератора.

Самым очевидным решением представляется лопасть парусного типа, то есть плоский профиль на подобие «крыльев» ветряных мельниц. Такие лопасти чрезвычайно просты в изготовлении и могут быть без труда сделаны из любого достаточно прочного материала – жести, фанеры, пластика и т.д. Однако самое очевидное решение далеко не всегда самое оптимальное. Дело в том, что во вращении ветряного колеса с лопастями парусного типа не задействованы аэродинамические силы, вращение осуществляется только за счет давления ветрового потока. Эффективность такой конструкции крайне низкая, коэффициент использования энергии ветра (КИЭВ) не превышает 0,1-0,12, то есть в энергию преобразуется не более 10-12% энергии потока ветра. Скорее всего, при слабом ветре такое колесо не сможет вращать само себя, не говоря уже о выработке энергии в количестве, приемлемом для практического использования.

Гораздо более приемлемый вариант – ветряное колесо с лопастями, так называемого крыльчатого профиля. Внутренняя и внешняя стороны такой лопасти имеют разную площадь, благодаря чему создается разница давления воздуха на противоположные стороны крыла. Полученная аэродинамическая сила делает использование ветрового потока гораздо более эффективным, КИЭВ достигает 0,3-0,4.

Лопасти из ПВХ трубы

Не менее важным является выбор материала для изготовления лопастей ветрогенератора. Проще всего изготовить лопасти ветрогенератора из пластиковой трубы. ПВХ трубы, которые можно приобрести в любом строительном магазине – пожалуй, самый подходящий материал. Необходимо использовать трубы, обладающие необходимой толщиной стенки (предназначенные для канализации или напорного газопровода), иначе набегающий поток воздуха при достаточно сильном ветре может изогнуть лопасти, что приведет к разрушению их о мачту генератора.

ПВХ трубы с разметкой для обрезки

Следует помнить, что лопасть ветрогенератора испытывает немалые нагрузки от центробежной силы, тем большие, чем длиннее лопасть. Скорость движения конечной части лопасти двухлопастного колеса бытового ветрогенератора исчисляется сотнями метров в секунду, что сопоставимо со скоростью пистолетной пули (оконечность лопасти колеса промышленного ветрогенератора может достигать сверхзвуковых скоростей).

Лопасть из ПВХ может не выдержать нагрузки на разрыв при столь высоких скоростях, а разлетающаяся со скоростью пули шрапнель осколков представляет реальную угрозу жизни и здоровью людей. Вывод очевиден – уменьшаем длину лопасти за счет увеличения количества лопастей. Кроме того, ветряное колесо с большим числом лопастей значительно проще в балансировке и создает меньше шума.

Рассмотрим изготовление лопастей для шестилопастного ветряного колеса диаметром 2 м из ПВХ трубы. Для обеспечения необходимой прочности на разрыв и изгиб толщина стенки трубы должна быть не менее 4 мм. Расчет профиля лопастей колеса ветрогенератора – сложный и трудоемкий процесс, требующий узкоспециальных знаний, поэтому для мастера-любителя рациональнее будет воспользоваться готовым шаблоном.

Шаблон лопасти из ПВХ трубы диаметром 160 мм

Шаблон нужно вырезать из бумаги, приложить к стенке трубы и обвести маркером. Повторить процедуру еще пять раз – из одной трубы должно получиться шесть лопастей. Разрезаем электролобзиком трубу по полученным линиям и получаем шесть почти готовых лопастей. Остается только зашлифовать места разрезов и округлить углы и края. Это придаст ветряному колесу аккуратный вид и снизит шумность работы.

Для соединения лопастей между собой и присоединения колеса к турбине нужно изготовить соединительный узел, представляющий вырезанный из стали диск с приваренными либо вырезанными заодно шестью стальными полосками. Конкретные размеры и конфигурация соединительного узла зависят от генератора либо двигателя постоянного тока, который будет служить сердцем ветряной мини электростанции. Укажем только, что сталь, из которой изготавливается соединительный узел, должна быть достаточной толщины, для того, чтобы колесо не гнулось под напором ветра.

Лопасти из алюминия

Другим вариантом лопастей ветряного колеса бытового ветрогенератора являются лопасти из алюминия. Такие лопасти обладают лучшими прочностными характеристиками относительно лопастей из ПВХ как на разрыв, так и на изгиб. Однако такие лопасти обладают большей массой, что предъявляет дополнительные требования к прочности конструкции в целом. Также более точной должна быть балансировка колеса.

Параметры алюминиевой лопасти для шестилопастного ветряного колеса

Сначала, по заданным размерам изготавливается лекало из фанеры. По лекалу из алюминиевого листа вырезается шесть заготовок будущих лопастей. Заготовка прокатывается в желоб глубиной 10 мм таким образом, чтобы ось прокрутки составляла угол 10 градусов с продольной осью заготовки. Это делается для придания лопасти нужных аэродинамических характеристик. К внутреннему торцу лопасти приваривается крепежная втулка с нарезанной резьбой

Конструкция соединительного узла колеса с алюминиевыми лопастями несколько отличается от аналогичного узла колеса из ПВХ. К стальному диску привариваются не полоски, а шпильки в виде отрезков стального прута с резьбой, соответствующей резьбе втулок.

Лопасти из стекловолокна

Шаблоны матрицы лопасти ветряного колеса диаметром 2 метра

Наиболее совершенными как по отношению прочность/масса, так и по аэродинамическим характеристикам являются лопасти для ветряного колеса, изготовленные из стекловолокна, точнее из сотканной из стекловолокна стеклоткани. Но следует учесть, что изготовление таких лопастей является наиболее трудоемким из приведенных вариантов, требует особых навыков и опыта работы с деревом и стеклотканью.

Самым сложным этапом сборки стеклопластиковых лопастей является изготовление деревянной матрицы. Матрица представляет готовый прообраз будущей лопасти, вытачивается из деревянного бруса по шаблонам.

После того, как матрица готова, можно приступать к изготовлению лопастей. Каждая лопасть будет состоять из двух половинок. Сначала матрицу необходимо тщательно натереть воском. Потом с одной стороны матрицы наносится слой эпоксидной смолы, на который укладывается лист стеклоткани. Далее сразу же, не дожидаясь застывания, наносится снова слой эпоксидной смолы, и снова слой стеклоткани. Таким образом наносятся 3-4 пары слоев. Не снимая с матрицы, оставляем полученную слоеную конструкцию высыхать около суток. После высыхания мы получили половину будущей лопасти. Операция повторяется с другой стороны матрицы.

Половинки лопастей склеиваются между собой эпоксидной смолой, во внутренний торец вклеивается деревянная пробка, которая будет служить для укрепления лопасти к ступице колеса. В пробку врезается втулка с резьбой. Ступицей служит соединительный узел, аналогичный тому, который мы рассматривали в предыдущем примере.

Балансировка ветряного колеса

После того, как лопасти для ветрогенератора сделаны, необходимо собрать колесо и провести его балансировку. Балансировка ветряного колеса производится в закрытом, достаточно просторном помещении. Важно чтобы воздух в помещении, которое будет служить балансировочным «полигоном» был достаточно неподвижен: движение колеса под действием движения воздуха может повлиять на результаты балансировки.

Стенд для балансировки лопастей

Балансировка ветряного колеса производится следующим образом. Колесо подвешивается в рабочее положение на достаточной высоте так, чтобы ничего не препятствовало свободному вращению колеса. Плоскость соединительного узла колеса была строго параллельна вертикальному подвесу. Останавливаем колесо до полной неподвижности и отпускаем. Колесо должно остаться неподвижным. Проворачиваем колесо вручную примерно на угол, равный 360/число лопастей, останавливаем, отпускаем и снова повторяем наблюдение. Повторяем до полного поворота колеса вокруг своей оси. Если остановленное и отпущенное колесо начинает самопроизвольно вращаться, значит, та часть колеса, которая стремится вниз, тяжелее. Нужно облегчить его, сточив край одной из лопастей.

Другое испытание на том же стенде покажет, все ли лопасти «укладываются» в плоскость вращения колеса. Для этого колесо полностью останавливается и с двух сторон одной из лопастей помещаются две не препятствующие вращению планки на расстоянии 2 мм от лопасти. При вращении колеса лопасти не должны задевать контрольные планки.

Как вы могли убедиться, ничего невыполнимого в собственноручной сборке ветряного колеса нет. Надеюсь, советы из этой статьи были вам полезны. Пробуйте разные варианты, экспериментируйте, и все у вас получится. Удачи!

подробная инструкция по сборке вертикального ветряка

Если раньше ветряки можно было встретить не часто, то сегодня эта сфера активно развивается и опыт по созданию приобрели многие.

Область применения устройств разнообразна: они обеспечивают электричеством дома, качают воду, напрямую к ним подключают сельскохозяйственное оборудование (например, дробилки) и нагревают ёмкости с водой, которые могут стать аккумуляторами тепла для жилища.

Промышленные модели всем хороши, кроме стоимости, поэтому рассмотрим, как сделать ветрогенератор (ветряк) для частного дома своими руками и что для этого потребуется.

Ветряки для дома своими руками, механика ветрогенератора

Суть работы ветрогенератора – превращение кинетической энергии ветра в электрическую. Каждый элемент системы выполняет свою функцию:

  • Ветряное колесо, лопасти. Улавливают движение воздушных масс, вращаются и приводят в движение вал.
  • На валу может быть сразу установлен генератор, а может быть угловой редуктор, который передаст движение вниз на кардан. Благодаря использованию редуктора можно добиться повышения оборотов (мультипликатор).
  • Генератор – преобразует вращательную энергию в электрическую. Если генератор выдаёт стабильный ток, то его цепляют к аккумуляторам. Если нет – промежуточно устанавливается реле-регулятор напряжения.
  • Аккумуляторов в системе может и не быть, но с ними работа более стабильна – они используют ветреные часы для подзарядки и расходуют накопленный потенциал, когда ветер стихает.
  • Инвертор – служит для преобразования напряжения в нужную величину, например, в 220V. Нужен для удобства, поскольку большинство приборов рассчитаны на такое напряжение. Но назначение ветряка может быть различным, поэтому не в каждую схему включают инвертор.
  • Анемоскоп – прибор, который используют для мощных ветроустановок. Он собирает данные о скорости и направлении ветра. В самодельных конструкциях практически не встречается. Обычно делают небольшой флюгер и поворотный механизм.
  • Мачта – или опора, на которой будет закреплён пропеллер. На высоте больше шансов поймать стабильный и сильный ветер, поэтому важно уделить внимание мачте, которая должна выдерживать нагрузки.

Ветряки могут быть горизонтальными (с классическим воздушным винтом) и вертикальными (роторные). Горизонтальные установки имеют наибольший КПД, поэтому их чаще всего воспроизводят при самостоятельном изготовлении.

Генератор вертикального типа

Но такие ветряки нужно поворачивать навстречу ветру, поскольку при боковом потоке он перестаёт работать. А роторный ветрогенератор, сделанный своими руками, тоже имеет свои преимущества.

Конструкция вертикальных систем может сильно отличаться, но есть у них общие особенности.

  • Вертикально расположенные турбины поймают ветер, откуда бы он ни дул (горизонтальные модели нужно оснащать направляющей), что очень удобно, если ветер в конкретной местности не стабильный, переменный.
  • Такую конструкцию можно расположить прямо на земле (конечно, если там будет достаточно ветра).
  • Сделать установку проще, чем горизонтальную.

Единственный минус – относительно невысокий КПД.

Мощность устройства

Во-первых, нужно определить, какой мощности ветряк требуется, с какими задачами и нагрузками он должен справляться.

Обычно альтернативные источники энергии устанавливают, как дополнительный, который только помогает основному энергоснабжению.

И агрегаты мощностью от 500 Вт – это уже неплохо.

Для отопления небольшого дома понадобится около 2-3 кВт.

Но мощность ветряка зависит от 2 факторов:

  1. Диаметра лопастей.
  2. Скорости ветра.

Желаемое соотношение можно определить по таблице для горизонтальных устройств (на пересечении скорости ветра и диаметра лопастей – мощность в ваттах).

Скорость ветра/Диаметр лопастей 3 4 5 6 7 8 9 10 11
3 8 15 27 42 63 90 122 143
13 31 61 107 168 250 357 490 650
30 71 137 236 376 564 804 1102 1467
53 128 245 423 672 1000 1423 1960 2600
83 196 383 662 1050 1570 2233 3063 4076
120 283 551 953 1513 2258 3215 4410 5866
162 384 750 1300 2060 3070 4310 6000 8000
212 502 980 1693 2689 4014 5715 7840 10435
268 653 1240 2140 3403 5080 7230 9923 13207

Например, если чаще всего дуют ветра от 5 до 8 м/с, а нам нужно, чтобы ветряк выдавал 1,5 – 2 кВт, то нужно рассматривать конструкции диаметром от 6 м.

Лопасти

По форме лопасти могут быть:
  1. Крыльчатого вида.
  2. Парусного типа.

Парусные – плоские, это менее продуктивная схема. Они не учитывают аэродинамические силы, а вращаются только под напором ветряного потока.

Только 10 % энергии ветра будет преобразована в электрическую.

У крыльчатого типа наружные и внутренние поверхности различаются по площади. Также важно расположить лопасти под углом 6-10 ° к ветру.

Какой материал использовать на лопасти

На старинных мельницах изготавливался тонкий деревянный каркас из жердей с перемычками, на который натягивались полотняные «крылья». Когда ткань ветшала, её заменяли. Как вариант, можно использовать плотные материалы, такие, как брезент.

Но есть и альтернативы, как можно сделать лопасти для ветрогенератора своими руками:

  • Для небольшого пропеллера можно сделать пластиковые лопасти, разрезав на части трубу ПВХ.
  • «Паруса» вырезают из фанеры.
  • Крупный агрегат можно снабдить лопастями из деревянных досок (не важно, что каждая лопасть будет тяжё

Как построить свою собственную ветряную мельницу для выработки электроэнергии из ветра — Энди О’Силливен

Узнайте, как вы можете построить свою собственную ветряную мельницу и генерировать бесплатный источник электроэнергии из ветра.

18 июня 2009 г. PRLog — Как правило, ветряная мельница приводится в действие энергией ветра для выработки полезной электроэнергии. Он использует воздушный поток для вращения вращающихся лопастей. Эти вращающиеся лопасти эффективно превращают энергию ветра в полезную энергию, такую ​​как электричество, а в прежние времена — в энергию для перекачивания воды.

Ветряные мельницы, которые мы видим сегодня в открытых полях, чрезвычайно высокотехнологичны и сделаны из дорогих легких композитных материалов. Так быть не должно, ведь еще можно построить ветряную мельницу за относительно небольшую цену.

Вот несколько инструкций по созданию собственной ветряной мельницы:

При строительстве ветряной мельницы имейте в виду, что ваша цель — максимально преобразовать энергию ветра в механическую. Чтобы максимизировать мощность ветра, вам нужна ветряная мельница, которая достаточно высока, чтобы преодолевать препятствия и использовать ветер.Кроме того, вам понадобятся ветряные лопасти, которые легко уловят поток ветра. Большинство используемых ветряных мельниц классифицируются как ветряные мельницы с горизонтальной осью, лопасти которых вращаются вертикально.

Компоненты базовой ветряной мельницы:

На базовой ветряной мельнице есть несколько компонентов, включая основание, башню, ветряные лопасти и гондолу (редуктор для облегчения движения лопастей)

Лопасти ветряной мельницы:

Лопасти очень похожи на лопасти лопасти, обнаруженные на пропеллере самолета.Ветряная мельница использует эти лопасти для улавливания энергии ветра. Вы можете купить ветряные лопасти или сделать их из легкого пластика или дерева. Размер основания и башни будет определять размер ваших лопастей. Для простой ветряной мельницы, которая имеет высоту 5 футов, длина лопастей обычно может составлять от одного до трех футов.

Основание ветряной мельницы:

Основание вашей ветряной мельницы должно быть прочным и относительно тяжелым по сравнению с остальной частью конструкции. Можно использовать бетон, мешок с песком и т. Д.Для ветряной мельницы высотой пять футов достаточно основания площадью около 18 дюймов и веса около 20 фунтов.

Башня ветряной мельницы

Башня ветряной мельницы для базовой ветряной мельницы высотой около 5 футов может быть изготовлена ​​из прочного куска 2 х 4, пластиковых труб из ПВХ или других прочных материалов.

Гондола ветряной мельницы:
В гондоле обычно находится редуктор. Однако для базовой ветряной мельницы вы можете использовать простой вал, чтобы соединить все лопасти ветряной мельницы с башней, что позволит ей вращаться.

Если вы хотите узнать больше о том, как построить свою ветряную мельницу, посетите нас по адресу:
http://www.greenearth5energy.com/ build_wind_turbine_ .html
http://www.earthenergyguide.com

# # #

Энди О Силливен — инженер и автор в области электротехники. Ему нравится писать на эту тему и быть в курсе текущих событий и исследований в области возобновляемых источников энергии.
http://www.greenearth5energy.com

Основные принципы работы воздушного винта (часть первая)

Винт самолета состоит из двух или более лопастей и центральной ступицы, к которой прикреплены лопасти.Каждая лопасть воздушного винта — это, по сути, вращающееся крыло. В результате своей конструкции лопасти воздушного винта похожи на аэродинамические поверхности и создают силы, которые создают тягу, чтобы тянуть или толкать самолет по воздуху. Двигатель вырабатывает мощность, необходимую для вращения лопастей гребного винта в воздухе на высоких скоростях, а гребной винт преобразует вращательную силу двигателя в поступательную тягу.

Рисунок 5-43. Профильные части лопасти воздушного винта.

Поперечное сечение типичной лопасти гребного винта показано на Рисунке 5-43.Эта секция или элемент лопасти представляет собой аэродинамический профиль, сопоставимый с поперечным сечением крыла самолета. Одна поверхность лопасти изогнута или изогнута, как верхняя поверхность крыла самолета, а другая поверхность плоская, как нижняя поверхность крыла.

Рекомендуемая летная грамотность
Справочник Рода Мачадо «Как управлять самолетом» — Изучите основные основы управления любым самолетом. Сделайте летную подготовку проще, дешевле и приятнее.Освойте все маневры чек-рейда. Изучите философию полета «клюшкой и рулем». Не допускайте случайной остановки или вращения самолета. Посадите самолет быстро и с удовольствием.

Линия хорды — это воображаемая линия, проведенная через лезвие от его передней кромки до задней кромки. Как и в крыле, передняя кромка — это толстая кромка лопасти, которая встречает воздух при вращении пропеллера. Угол лезвия, обычно измеряемый в градусах, представляет собой угол между хордой лезвия и плоскостью вращения и измеряется в определенной точке по длине лезвия.[Рис. 5-44] Поскольку большинство гребных винтов имеют плоскую «поверхность» лопасти, линия хорды часто проводится вдоль поверхности лопасти гребного винта. Шаг — это не угол лопасти, но поскольку шаг во многом определяется углом лопасти, эти два термина часто используются как синонимы. Увеличение или уменьшение одного обычно связано с увеличением или уменьшением другого. Шаг винта можно обозначать в дюймах. Пропеллер, обозначенный как «74–48», будет иметь длину 74 дюйма и эффективный шаг 48 дюймов.Шаг — это расстояние в дюймах, которое гребной винт проделал бы через воздух за один оборот, если бы не было проскальзывания.

Рисунок 5-44. Угол лопасти винта.

При указании винта фиксированного шага для нового типа самолета производитель обычно выбирает винт с шагом, который эффективно работает на ожидаемой крейсерской скорости самолета. Каждый гребной винт фиксированного шага должен быть компромиссом, поскольку он может быть эффективным только при заданной комбинации воздушной скорости и числа оборотов в минуту (об / мин).Пилоты не могут изменить эту комбинацию в полете.

Когда самолет стоит на земле с работающим двигателем или медленно движется в начале взлета, эффективность воздушного винта очень низка, потому что пропеллер не может двигаться с достаточной скоростью, чтобы его лопасти фиксированного шага могли достигать их полная эффективность. В этой ситуации каждая лопасть гребного винта вращается в воздухе с AOA, который производит относительно небольшую тягу для количества энергии, необходимой для ее поворота.

Чтобы понять действие винта, сначала рассмотрим его движение, которое является как вращательным, так и поступательным. Как показано векторами сил гребного винта на рис. 5-44, каждая секция лопасти гребного винта движется вниз и вперед. Угол, под которым этот воздух (относительный ветер) ударяет по лопасти гребного винта, является его AOA. Отклонение воздуха, создаваемое этим углом, приводит к тому, что динамическое давление на стороне двигателя лопасти воздушного винта превышает атмосферное давление, создавая таким образом тягу.

Форма лопасти также создает тягу, потому что она изогнута, как аэродинамическая форма крыла.Когда воздух проходит мимо пропеллера, давление с одной стороны меньше, чем с другой. Как и в крыле, сила реакции создается в направлении меньшего давления. Воздушный поток над крылом имеет меньшее давление, а сила (подъемная сила) направлена ​​вверх. В случае пропеллера, который установлен в вертикальной, а не горизонтальной плоскости, область пониженного давления находится перед винтом, а сила (тяга) направлена ​​вперед. С точки зрения аэродинамики тяга является результатом формы пропеллера и угла поворота лопасти.

Тяга также может рассматриваться как масса воздуха, обрабатываемого воздушным винтом. В этих терминах тяга равна массе обрабатываемого воздуха, умноженной на скорость воздушного потока минус скорость самолета. Мощность, затрачиваемая на создание тяги, зависит от скорости движения воздушной массы. В среднем тяга составляет примерно 80 процентов крутящего момента (общая мощность, потребляемая гребным винтом). Остальные 20 процентов теряются на трение и проскальзывание. При любой скорости вращения мощность, потребляемая гребным винтом, уравновешивает мощность, передаваемую двигателем.За один оборот гребного винта количество обрабатываемого воздуха зависит от угла лопастей, который определяет, насколько большой «укус» воздуха принимает гребной винт. Таким образом, угол наклона лопастей является отличным средством регулирования нагрузки на гребной винт для управления частотой вращения двигателя.

Угол наклона лопастей также является отличным методом регулировки AOA гребного винта. На винтах с постоянной частотой вращения угол лопастей должен быть отрегулирован для обеспечения наиболее эффективного AOA на всех скоростях двигателя и самолета. Кривые подъемной силы в зависимости от лобового сопротивления, которые построены для гребных винтов и крыльев, показывают, что наиболее эффективная AOA небольшая, варьируется от + 2 ° до + 4 °.Фактический угол наклона лопастей, необходимый для поддержания этой небольшой AOA, зависит от скорости движения самолета.

Гребные винты фиксированного шага и регулируемые по земле разработаны для обеспечения максимальной эффективности при одном обороте и скорости движения вперед. Они разработаны для данной комбинации самолетов и двигателей. Может использоваться пропеллер, который обеспечивает максимальную эффективность при взлете, наборе высоты, крейсерском режиме или высокоскоростном полете. Любое изменение этих условий приводит к снижению КПД как гребного винта, так и двигателя.Поскольку КПД любой машины — это отношение полезной выходной мощности к фактической потребляемой мощности, КПД воздушного винта — это отношение тягового усилия к тормозной мощности. Эффективность пропеллера варьируется от 50 до 87 процентов, в зависимости от того, насколько винт «проскальзывает». Пробуксовка винта — это разница между геометрическим шагом винта и его эффективным шагом. [Рис. 5-45] Геометрический шаг — это теоретическое расстояние, на которое гребной винт должен продвинуться за один оборот; эффективный шаг — это расстояние, на которое он фактически продвигается.Таким образом, геометрический или теоретический шаг основан на отсутствии проскальзывания, но фактический или эффективный шаг включает в себя проскальзывание гребного винта в воздухе.

Рисунок 5-45. Пробуксовка винта.

Причина «скручивания» гребного винта заключается в том, что внешние части лопастей гребного винта, как и все, что вращается вокруг центральной точки, движутся быстрее, чем части около ступицы. [Рис. 5-46] Если бы лопасти имели одинаковый геометрический шаг по всей своей длине, участки рядом со ступицей могли иметь отрицательную АОА, в то время как концы гребных винтов остановились бы на крейсерской скорости.Скручивание или изменение геометрического шага лопастей позволяет винту работать с относительно постоянным углом атаки по всей его длине в крейсерском полете. Лопасти гребного винта скручены для изменения угла лопастей пропорционально разнице в скорости вращения по длине гребного винта, сохраняя тягу более равномерной по этой длине.

Рисунок 5-46. Наконечники гребного винта движутся быстрее, чем ступица.

Обычно от 1 ° до 4 ° обеспечивает наиболее эффективное отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению, но в полете AOA гребного винта фиксированного шага изменяется — обычно от 0 ° до 15 °.Это изменение вызвано изменениями относительного воздушного потока, которые, в свою очередь, являются следствием изменений скорости самолета. Таким образом, АОА воздушного винта является продуктом двух движений: вращения винта вокруг своей оси и его поступательного движения.

Винт с постоянной скоростью автоматически регулирует угол наклона лопастей для максимальной эффективности в большинстве условий полета. Во время взлета, когда требуются максимальная мощность и тяга, винт с постоянной частотой вращения находится под малым углом или шагом лопастей винта.Малый угол наклона лопастей сохраняет угол обзора небольшой и эффективный по отношению к относительному ветру. В то же время это позволяет гребному винту обрабатывать меньшую массу воздуха за один оборот. Эта небольшая нагрузка позволяет двигателю вращаться на высоких оборотах и ​​преобразовывать максимальное количество топлива в тепловую энергию за заданное время. Высокие обороты также создают максимальную тягу, потому что, хотя масса воздуха, обрабатываемого за один оборот, мала, частота вращения и скорость потока скольжения высоки, а при низкой скорости самолета достигается максимальная тяга.После отрыва, когда скорость самолета увеличивается, винт с постоянной скоростью автоматически переключается на больший угол (или шаг). Опять же, больший угол наклона лопастей сохраняет AOA небольшим и эффективным по отношению к относительному ветру. Чем выше угол наклона лопастей, тем больше масса обрабатываемого воздуха за один оборот. Это снижает частоту вращения двигателя, снижает расход топлива и износ двигателя, а также поддерживает максимальную тягу.

После того, как набор высоты при взлете установлен на воздушном судне с воздушным винтом регулируемого шага, пилот снижает выходную мощность двигателя для набора высоты, сначала уменьшая давление в коллекторе, а затем увеличивая угол наклона лопастей для снижения оборотов.

На крейсерской высоте, когда самолет находится в горизонтальном полете и требуется меньшая мощность, чем используется при взлете или наборе высоты, пилот снова снижает мощность двигателя, уменьшая давление в коллекторе, а затем увеличивая угол наклона лопастей для снижения оборотов. Опять же, это обеспечивает требование крутящего момента для соответствия уменьшенной мощности двигателя. Хотя масса воздуха, обрабатываемого за один оборот, больше, это более чем компенсируется уменьшением скорости воздушного потока и увеличением воздушной скорости. AOA по-прежнему невелик, потому что угол поворота лопастей был увеличен с увеличением скорости полета.

Летная грамотность рекомендует

Научная причина, почему ветровые турбины имеют 3 лопасти

Люди веками использовали энергию ветра. Ветер был важным источником энергии на протяжении всей истории человечества — от парусных лодок до ветряных мельниц.

В последние годы энергия ветра приобрела большую популярность как эффективная и экологически безопасная альтернатива ископаемому топливу. Ветряные фермы начали усеивать береговые линии и горные вершины по всему миру, и теперь вы, вероятно, заметили их особый дизайн.

Так почему же у ветряных турбин три лопасти, а не меньше или больше? Ответ кроется в технологии, лежащей в основе ветроэнергетики, и в том, как максимизировать отдачу энергии. Чтобы эффективно производить как можно больше электроэнергии, нужно учесть многое.

Источник: Jeanne Menjoulet / Flickr

Как работают ветряные турбины?: История ветроэнергетики и наука, лежащая в основе этого

Ветряные турбины, вырабатывающие электричество, старше, чем некоторые могут подумать.Первая такая турбина была изобретена в 1888 году Чарльзом Ф. Брашем. Он имел замечательные 144 деревянных лезвия и мог генерировать мощность 12 киловатт.

Вплоть до середины 1930-х годов многие сельские дома в Америке зависели от энергии ветра как единственного источника электричества. Турбины были доступным и экономичным способом питания удаленных мест, которые иначе не обслуживались основными линиями электропередач.

После расширения линий электропередачи по всей территории Соединенных Штатов Америки ветряные турбины в сельской местности практически перестали работать, и энергия ветра ушла в прошлое.Лишь в последние десятилетия наблюдается возрождение интереса к ветроэнергетике как к дешевой альтернативе другим формам производства энергии.

Принципы производства энергии ветра сегодня так же просты, как и в 19 веке. Ветер — это просто движущийся воздух, а там, где есть движение, есть кинетическая энергия.

Ветряные турбины созданы, чтобы препятствовать этой кинетической энергии, замедляя ее и преобразуя в электрическую энергию. Это препятствие представляет собой лопасти турбин, которые специально разработаны для выработки максимального количества энергии.

Однако разработка и использование лопаток турбины — это тонкая наука, которая зависит от ряда факторов, таких как аэродинамика и сопротивление воздуха.

Источник: Андрес Франки Угарт / Wikimedia Commons

Проектирование лопастей турбины: скорость, аэродинамика и скорость звука

При разработке лопастей для ветряной турбины учитывается ряд факторов. Пожалуй, самый важный фактор — это аэродинамика.

Аэродинамика относится к свойствам твердого объекта и воздуха вокруг него, взаимодействующего с ним.С учетом этого, лопасти ветряной турбины похожи на крылья самолета.

Задняя часть лопасти изогнута больше, чем передняя, ​​так же, как крыло самолета изгибается вверх на конце. Эта разнообразная форма вызывает перепад давления, когда воздух движется по лопасти, что и заставляет лопасти двигаться.

Из-за того, что лезвие заблокировано, воздух за ним движется с большей скоростью, чем перед ним. Это то, что приводит в движение вращение лопастей и запускает процесс выработки электроэнергии.

Однако, чтобы лопасти двигались ветром, этого недостаточно. Инженеры должны учитывать скорость и сопротивление при проектировании лопастей, чтобы обеспечить высочайший уровень эффективности.

Например, если слишком большое сопротивление создается из-за препятствия лопастям, выходная мощность будет намного ниже. Если создается недостаточное сопротивление, лопасти могут двигаться слишком быстро, в результате чего они преодолевают звуковой барьер.

Одно из самых больших преимуществ ветряных турбин — их бесшумность.Если они преодолеют звуковой барьер, это может привести к тому, что жители вблизи предлагаемых ветряных электростанций с большей вероятностью будут противиться установке турбин.

Источник: Ad-liftra / Wikimedia Commons

Выбор идеального количества лопастей

По большому счету, большинство ветряных турбин стандартно работают с тремя лопастями. Решение сконструировать турбины с тремя лопастями на самом деле было чем-то вроде компромисса.

Из-за меньшего сопротивления одна лопасть была бы оптимальным числом, когда дело доходит до выхода энергии.Однако одна лопасть может вызвать разбалансировку турбины, и это не практический выбор для обеспечения устойчивости турбины.

Точно так же два лезвия обеспечат больший выход энергии, чем три, но будут иметь свои проблемы. Двухлопастные ветряные турбины более подвержены явлению, известному как гироскопическая прецессия, что приводит к колебаниям. Естественно, это колебание создаст дополнительные проблемы со стабильностью турбины в целом. Это также создаст нагрузку на составные части турбины, что приведет к ее износу со временем и постепенному снижению эффективности.

Любое количество лопастей, превышающее три, создаст большее сопротивление ветру, замедлит выработку электричества и, таким образом, станет менее эффективным, чем трехлопастная турбина.

По этим причинам турбины с тремя лопастями представляют собой идеальный компромисс между высоким выходом энергии и большей стабильностью и долговечностью самой турбины.

Источник: Ionna22 / Wikimedia Commons

Будущее ветряных турбин: не может быть лопастей лучше трех?

Несмотря на то, что трехлопастные турбины стали стандартной моделью производства чистой энергии в последние годы, это не означает, что так будет всегда.Инженеры все еще работают над более совершенными и эффективными конструкциями для будущих усилий по производству энергии.

Одна из наиболее популярных предлагаемых конструкций — безлопастная турбина. Хотя это может показаться противоречащим сопротивлению, необходимому для преобразования энергии ветра в электричество, на самом деле создание турбины без лопастей дает ряд преимуществ.

Одно из преимуществ — стоимость и обслуживание. Современные турбины в своей работе подвергаются большим нагрузкам. Они могут совершать до двадцати вращений в минуту и ​​развивать скорость 180 миль в час (289 км / ч), что приводит к огромной силе.Помимо эрозии, которой они подвергаются в неблагоприятных погодных условиях на море, легко понять, почему со временем качество лопаток турбины значительно ухудшается.

Такие компании, как Vortex Bladeless, создали прототип безлопастных турбин, которые фактически используют гироскопическое движение для выработки энергии ветра. Производство их конструкции потенциально может стоить до 50% меньше, чем у традиционных турбин, и не будет так сильно ухудшаться со временем.

Хотя трехлопастные турбины, безусловно, являются наиболее эффективным решением на данный момент, это может быть не всегда.Пока безлопастные турбины не станут нормой, мы должны благодарить эффективность трехлопастных турбин за подавляющее большинство нашего производства энергии ветра.

Как сделать хорошую презентацию — 7 советов от экспертов

Итак, вам нужно провести презентацию. Не бойтесь, это легко, когда вы учитесь у лучших.

Создание и проведение великолепных презентаций — это искусство, и здесь, в Biteable, нам нравится думать, что мы кое-что знаем о том, что делает презентацию хорошей.

В этом посте мы поделимся всеми нашими советами, как вести себя как босс. Поехали!

Контент и дизайн

Как сделать хорошую презентацию

Создание хорошей презентации начинается с создания содержания. Каким бы убедительным ни было ваше сообщение, если вы не извлечете его из головы и не перенесете на экран простым способом, вы увидите море пустых лиц. Итак, с чего начать?

1.Создайте легкую для понимания структуру

Что касается того, что вы хотите сказать, разбейте ее на три простых раздела: ваша презентация требует введения, текста и заключения.

  • Замечательное введение . Во введении необходимо кратко резюмировать то, о чем вы собираетесь говорить, и почему это полезно или актуально для вашей аудитории.

  • Предложите совокупность доказательств . В основной части презентации вы приводите факты, цитаты и доказательства, подтверждающие ваши основные положения.

  • Подведите итоги с ключевыми выводами . В заключение вы возвращаетесь к своему исходному утверждению и даете аудитории некоторые ключевые выводы о том, как они могут применить на практике то, что они узнали.

  • Всего не более 10 слайдов . Кто хочет пролистывать страницы и страницы слайдов? Никто, вот кто. Если ваша презентация состоит из 10 слайдов, даже если ваша презентация длится 30 минут, вы дадите аудитории возможность переварить сообщения на экране в соответствии с вашим выступлением.

2. Ограничьте количество копий на каждом слайде

Меньше — значит лучше, особенно когда дело касается создания хорошей презентации. Слишком много текста, и аудитория будет просто читать экран вместо того, чтобы смотреть на вас и ощущать эмоциональное воздействие вашего сообщения.

  • Не более шести слов на слайде . Король маркетинга Сет Годин говорит, что у нас должно быть всего шесть слов на слайде — это не так много текста. Тщательно подбирайте слова и переписывайте их, пока не получите нужные слова.

  • Думайте «мелкую» информацию . Мы назвали себя Biteable причиной: исследования показали, что информация сохраняется лучше, когда она разбита на небольшие куски. Видео — отличный способ учиться, и исследования показывают, что оно на 95% интереснее текста.

3. Будьте смекалистыми с деталями дизайна

Хороший дизайн может сделать презентацию или испортить ее. Если у вас нет бюджета на дизайнера, такие инструменты, как Visme или Canva, помогут вам сделать отличные слайды, а Pexels или Unsplash предлагают потрясающие изображения без лицензионных отчислений.

  • Экономно используйте цвет . Яркие цвета могут ослеплять, но слишком много их может отпугнуть. Используйте цвета, наиболее подходящие для вашего сообщения. Мы рекомендуем придерживаться одного или двух (не считая черного и белого) для вашей палитры, чтобы она выглядела единообразно.

  • Соответствовать шрифту . Единый дизайн делает вас более профессиональным. Не переключайтесь между прописными и строчными буквами, Times New Roman и Comic Sans, а также размером текста 8 и 30 пунктов.Придерживайтесь одного шрифта и одного размера. Вы можете изменить акцент с помощью слов позже, но сохраните текст на экране единообразным для более связного сообщения.

  • Формат для совершенства . Неуклюжая линия на слайде или изображение с плохой пиксельной графикой оттолкнет некоторых людей, поскольку будет выглядеть так, будто вы не очень старались (или, что еще хуже, что вы просто не очень хороши). Убедитесь, что ваш текст выровнен и аккуратен, как в примере ниже.

4. Несколько раз отполировать

Как и в случае с поношенной обувью, для хорошей презентации часто требуется несколько циклов очистки от пыли, прежде чем она станет блестящей и блестящей.

  • Начать беспорядок . Не бойтесь начать беспорядок. Использование инструмента нелинейного письма, такого как Milanote, позволяет вам гибко изучить и изложить свои первоначальные идеи, прежде чем вы даже откроете Powerpoint или Keynote. Расположите свои идеи рядом и открывайте новые связи, которых вы раньше не видели.

  • Безжалостно редактировать . Сначала у вас может быть огромный объем информации, и вы будете удивлены, как вы вообще собираетесь сократить ее до шести слов на слайде.Ничего страшного. Продолжайте безжалостно редактировать, пока не сократите свое сообщение до самого необходимого.

  • Попросите кого-нибудь посмотреть . Свежая пара глаз может творить чудеса, когда дело доходит до совершенства вашей презентации. Найдите надежного наставника или коллегу, чтобы он рассмотрел вашу работу. Если вы не знаете никого, кто мог бы помочь, онлайн-помощник по написанию, такой как ProWritingAid или Grammarly, может помочь вам избавиться от многих проблем.
Вы знали? Вы знали?

Стиву Джобсу требовалось 2 дня на подготовку 20-минутной презентации.

Доставка

Как сделать хорошую презентацию

Способ доставки слайдов так же важен, как их содержание и дизайн. Вот несколько быстрых указателей, которые помогут вам донести ваше сообщение убедительно.

5. Сделайте сильное открытие

То, как вы начнете и закончите презентацию, будет иметь решающее значение. Зрители обычно принимают решение о ком-то в первые 7 секунд, поэтому учитывайте эти первые моменты.

  • Быть другим . Вы делаете презентацию о спасении древесных лягушек в Коста-Рике. Вы начинаете с забавной истории о человеке, который сбежал на бананах в Великобританию. Подобная история необычна и неожиданна для вашей аудитории, поэтому они сядут и заметят.

  • Задать вопрос . Риторические вопросы — отличный способ сформулировать тему и представить идеи. Мартин Лютер Кинг-младший сказал: «Есть те, кто спрашивает приверженцев гражданских прав:« Когда вы будете удовлетворены? »»

  • Адаптируйте это к своей аудитории .Что вы знаете о своей аудитории? Чем больше знаешь, тем лучше. Особенно, если вы знаете, что им нравится и что не нравится. Вставка соответствующей метафоры или ссылки на популярную культуру. В своем обращении к выпускникам Стэнфордского университета Опра Уинфри рассказала выпускникам об извлеченных ею уроках и о том, как они входили в «классную комнату жизни».

6. Будьте настоящим

Оскар Уайльд сказал: «Будьте собой; все остальные уже заняты ». Недостаток подлинности будет обнаружен за милю.Что бы вы ни говорили, говорите от всего сердца и не пытайтесь произвести впечатление — не нужно доказывать себя, просто чтобы донести суть, как вы ее видите. В конце концов, именно поэтому вы здесь, и больше вы не можете сделать.

  • Используйте юмор . Юмор отлично подходит для презентации, но откажитесь от него, если вам кажется, что он натянут. Рассказ юмористической истории может сломать любые преграды, сделать вас более симпатичным и сделать ваше сообщение более запоминающимся (а люди удивительно щедры на смех), но малейшее дуновение отчаяния убьет забавную атмосферу.

  • Не бойтесь испортить . Страх совершить ошибку может сильно нервировать. Расслабьтесь, даже самые лучшие ораторы не справляются или им не повезло. Тереза ​​Мэй, экс-премьер-министр Англии, однажды споткнулась и кашлянула во время презентации, когда кто-то даже вручил ей заявление об отставке. Однако она боролась как профессионал, просто признала это и двинулась дальше. Ничего страшного.

  • Откройся и будь уязвимым .Брен Браун, исследователь, чьи презентации собрали более десяти миллионов просмотров, говорит: «Иногда самое смелое и самое важное, что вы можете сделать, — это просто появиться». Это означает, что вы говорите правду и осмеливаетесь чувствовать себя немного неуютно, рассказывая значимую историю. Это свяжет вашу аудиторию с вами, как никогда раньше.

7. Составьте план для бесперебойной работы

После всей подготовки, которую вы делаете над содержанием и дизайном презентации, можно легко упустить из виду другие переменные, которые находятся в пределах вашего контроля, для беспроблемной доставки.

  • Выполните практическое задание . Нет ничего лучше, чем прочитать его вслух, чтобы убедиться, что ваше сообщение имеет смысл, прежде чем вы его доставите. Попробуйте записать презентацию на видео — так вы сможете внимательно рассмотреть и заметить, соответствует ли ваша речь вашим слайдам. Это также поможет вам разобраться во времени выполнения.

  • Используйте пульт . Кликер или пульт помогут вам смотреть в лицо аудитории и не возвращаться к ноутбуку.Популярный оратор Гарр Рейнольдс говорит, что пульт необходим для того, чтобы делать паузу и продвигать презентацию, чтобы у вас было время быть спонтанным и контролировать ход выступления.

  • Есть резервный материал . Не все, что вы говорите, найдет отклик у вашей аудитории. Лучше быть достаточно гибким, чтобы менять игру по мере необходимости. Стив Джобс заранее приготовил анекдоты, чтобы заполнить время, когда технология, которую он использовал для проведения презентации, не сработала.Подготовка к любым неожиданностям поможет успокоить ваши нервы и позволит вам чувствовать себя лучше.

  • Используйте таймер . Когда вы попадаете в поток своего сообщения, легко отклониться от темы или даже потратить слишком много времени на вопросы аудитории. Переведите телефон в режим полета и установите секундомер, как только вы начнете говорить. Быстрый взгляд на стол во время паузы позволит вам убедиться, что вы не работаете сверхурочно.

8: В заключение сосредоточьтесь на ценности аудитории

Вы подходите к концу своей презентации.Как сделать так, чтобы это навсегда осталось в их памяти? Эксперты рекомендуют вам сосредоточиться на том чувстве, которое вы хотите, чтобы публика доставила домой.

  • Оставьте у аудитории эмоциональное впечатление . «Они могут забыть, что вы сказали, но никогда не забудут то, что они заставили вас чувствовать», — сказала поэт Майя Анжелу. Оставив на них эмоциональное впечатление, от фрагмента видео с движущейся музыкой до строки из песни или стихотворения, вы получите этот резонансный аккорд и закончите на высоком уровне.

  • Используйте паузу для ключевых выносов . Хотите, чтобы зрители запомнили что-то конкретное? Скажите это медленно и сделайте паузу в конце. Молчание подчеркнет то, что вы сказали, и сделает это значимым.

  • Сделайте так, чтобы ваше основное сообщение пело . Призыв к действию — лучший способ завершить презентацию убедительно и убедительно. Что вы хотите, чтобы ваша аудитория делала дальше? В конце презентации Тони Роббинс рассказывает замечательную историю, эмоционально подталкивая аудиторию к переменам.

Сделайте вашу следующую презентацию яркой с помощью одного из этих шаблонов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.