Turbină eoliană Lenz2: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:46

Acest instructiv vă va arăta cum să construiți o turbină eoliană Lenz2 din materialele pe care le aveți în jurul casei. Designul a fost dezvoltat și testat de Ed Lenz de la Windstuffnow.com:https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htm Lenz2 VAWT (Turbina eoliană verticală Axix) are 4 picioare înălțime și 3 picioare în diametru. Este practic o turbină în stil Savonius, dar cu rafinamentul că cele trei aripi sunt modelate pentru a asigura ridicarea și datorită configurației lor de lacrimă. În legătura de mai sus, Lenz descrie modul în care a plasat un ananometru în interiorul turbinei staționale și a arătat că viteza vântului a crescut trecând pe lângă porțiunea solidă a aripilor. Această turbină este mai eficientă decât un Savonius pur prin faptul că a oferit atât tracțiune, cât și ridicare. În proiectarea mea am redus diametrul la aproximativ 18 inci și înălțimea la 21 inci. (În retrospectivă, ar fi trebuit să fac înălțimea de 18 inci, astfel încât să fie mai multă axa centrală liberă pe ambele capete pentru flexibilitate în montare.) Am putut folosi materialele pe care le aveam la îndemână pentru a construi turbina. Când l-am testat cu un vânt de 15 mph, a funcționat atât de bine încât mi-a fost frică să-l opresc de teamă să nu mă rănesc. Singurul dezavantaj al ceea ce am produs este că părea să producă foarte puțină electricitate. Acest lucru nu se datorează designului turbinei, ci naturii motorului de curent continuu la care l-am atașat. Accentul din acest tutorial va fi asupra modului de construire a turbinei în sine. Meritul complet pentru design și câteva dintre instrucțiuni revine lui Ed Lenz. [Notă: Deoarece acest instructable a fost publicat, am aflat mai multe despre modul în care ar trebui să fie modelate aripile. Detaliile de construcție pentru lenz2 furnizate în acest instructable încă păstrează, dar dimensiunile aripii din Pasul 2 ar trebui să fie înlocuite cu cele date în Pasul 3. nou inserat.]

Pasul 1: Materiale necesare

Materialele de care aveți nevoie sunt enumerate mai jos. Înlocuiți alternativele în mod liber, dacă credeți că vor funcționa. (aproximativ 6 dintre ele) intermitent pe acoperiș, tablă subțire sau chiar un fel de plastic flexibil 9 bucăți de cherestea,.5 "x 1" x 18 "Hardware pentru montarea turbinei (va trebui să proiectați acest lucru) Instrumente Burghiu și burghie Tin snipsJigsawWrenches

Pasul 2: Decupați piesele capătului aripii

[Notă: Designul pentru aripă în acest pas nu va oferi cea mai bună ridicare. Vă rugăm să consultați pasul 3 pentru un design mai bun. Va arăta că părțile laterale ale aripii nu sunt simetrice. Pasul 3 va oferi, de asemenea, o procedură pentru dimensionarea aripii în funcție de diametrul lenz2. (adăugat la 1 iunie 2008). '' '] Piesele terminale cu lacrimă vor oferi forma aerodinamică a aripilor. Vei construi trei aripi, așa că vei avea nevoie de 6 piese de capăt. Mărimea pe care am folosit-o a fost jumătate din mărimea față de piesele de capăt descrise de Ed Lenz. Practic arată ca niște conuri de înghețată. Vă recomandăm să decupați un șablon de carton și să îl utilizați pentru a desena șase imagini ale acestuia pe placaj de jumătate de inch. Iată cum să-l desenați: 1. Tăiați un dreptunghi de carton 3,5 "x 7,5" 2. Desenați o linie centrală de-a lungul axei lungi3. Faceți un semn pe această linie 1,75 "de la unul dintre capete (să-l numim astfel capătul superior) 4. Trageți o linie orizontală prin acel semn până la marginile laterale, astfel încât să intersecteze linia verticală la 90 de grade.5. busolă, desenați un semicerc de 1,75 "pe partea superioară a acelei mărci. Ar trebui să intersecteze cele două margini laterale și marginea superioară. De unde linia centrală intersectează marginea de jos trageți linii până la punctele în care semicercul intersectează marginile laterale. 7. Decupați șablonul. Utilizați șablonul de carton pentru a desena șase imagini pe placajul de jumătate de inch. Puteți să le cuibăriți în așa fel încât să nu risipiți placajul.

Pasul 3: Revizuire: o schimbare în forma aripii

Forma originală a aripii prezentată în acest instructable nu este chiar conform planului postat pentru Lenz2. După consultarea cu Ed Lenz, am devenit conștient de greșeala pe care am făcut-o în interpretarea planurilor sale. Noul design este ilustrat în acest pas. Observați că unghiul etichetat „Unghiul A” este de 90 de grade. Partea A este un unghi drept față de linia de diametru a capătului rotunjit al aripii. În designul original pe care l-am prezentat în acest instructable, cele două linii care formează capătul ascuțit au fost de lungime egală și unghiurile lor cu linia de diametru erau identice. Conul respectiv a fost simetric, în timp ce în schimbarea prezentată aici, conul nu este simetric. Dacă unghiul A va fi de 90 de grade, aripa va crește mai mult. Am redimensionat designul, astfel încât să pot conduce un generator de minigen care a fost vândut pe windstuffnow.com (dar nu mai este disponibil). Pașii de bază în fabricarea lenz2 sunt încă valabili. Calcul de bază: Înțeleg acum mai bine cum să determin dimensiunea și proporțiile aripii. Mai întâi determinați care va fi diametrul lenz2. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este să decideți care va fi distanța de la axa centrală a lenz2 până la marginea exterioară a unei aripi. Aceasta va fi raza lenz2. Îl dublați pentru a obține diametrul. În noul meu design, am presupus că diametrul lenz2 va fi de 16 inci (adică distanța de la axa centrală la marginea exterioară a unei aripi va fi de 8 inci). determină diametrul aripii, înmulțește diametrul lenz2 ori.1875. În exemplul meu, 16 inci *.1875 = 3,0 inci. Pentru a determina lungimea aripii, înmulțiți diametrul lenz2 de ori.4. În acest caz, 16 inci *.4 = 6.4 inci. Lungimea laturii A este de 6,4 minus 1,5 sau 4,9 inch. Voi crea un nou instructabil care va include acest design într-un lenz2 care acționează un generator de minigen

Pasul 4: Decupați coastele

Va trebui să aveți trei nervuri pentru a conecta cele două piese de capăt ale fiecărei aripi. Lungimea acestor coaste va fi determinată de cât de înaltă doriți să fie aripile. Am ales 21 pentru că asta am crezut că aș putea monta pe bara allthread axa verticală.

Nervurile ar trebui să fie.5 "adânci și 1" lățime și indiferent de lungimea pe care o alegeți (21 "în designul meu). Veți tăia crestături de.5" x 1 "în piesele de capăt unde veți andoca coastele. Vă sugerez că urmăriți capătul capătului uneia dintre coaste pe o bucată de hârtie pe care o puteți folosi ca șablon pentru desenarea bucăților de capăt. Puteți măsura dreptunghiul, dar urmărindu-l, puteți fi sigur că crestăturile va fi suficient de mare.

Pasul 5: Pregătiți piesele finale

Utilizați șablonul de carton.5 "x 1" pentru crestăturile nervurate pentru a desena trei crestături pe fiecare piesă de capăt. Două crestături vor fi pe o parte și una pe cealaltă.

Va exista o crestătură pe fiecare parte a piesei de capăt în cel mai lat punct. Deoarece aceasta va fi pe o curbă, asigurați-vă că adâncimea fiecărei părți a șablonului complet se potrivește în piesa de capăt. Acest lucru vă va asigura că nervura va fi la același nivel cu marginea exterioară a piesei de capăt. Pe o parte a piesei de capăt lângă capătul ascuțit, desenați un model care se află la aproximativ un centimetru de punct. Dreptunghiul va fi paralel cu partea înclinată. Partea cu două crestături va avea partea din spate a aripii (partea care este orientată spre centrul turbinei.) Decupați crestăturile cu un ferăstrău.

Pasul 6: Planificați unghiul de aripă

Capătul ascuțit al fiecărei aripi va fi rotit cu 9 grade înapoi spre centrul turbinei, la 9 grade, fiind paralel cu centrul turbinei. Această măsurare a fost determinată empiric de Ed Lenz. Am ales acel unghi și turbina părea să funcționeze bine. Veți avea capacitatea de a regla unghiul după ce aripile sunt montate dacă simțiți că doriți să vi-l demonstrați.

Mai întâi găuriți o gaură în partea centrală a conului piesei de capăt. Acesta va fi punctul în care se întâlnesc liniile verticale și orizontale. Dimensiunea găurii va fi diametrul șurubului pe care îl veți folosi pentru a-l atașa la tija care duce de la axa centrală. De undeva de-a lungul porțiunii staight a marginii din spate a piesei de capăt (partea cu cele două crestături nervurate) trageți o linie peste piesa de capăt care este în unghi drept cu partea. De unde acea linie intersectează marginea din spate a piesei de capăt, trageți o linie de 9 grade la dreapta acelei linii de 90 de grade (aceasta va fi pe partea care este mai aproape de gaură). Această linie va fi cea cu care se aliniază bara care leagă aripa de axa centrală. Dacă nu aveți un raportor, consultați pasul 8 pentru un link de unde puteți descărca o imagine a unui raportor. Faceți acest lucru cu toate cele șase piese finale.

Pasul 7: Asamblați cadrul Wing

Pentru a asambla fiecare aripă, veți introduce o nervură în crestăturile corespunzătoare de pe piesele de capăt superioare și inferioare. Asigurați-vă că coasta nu iese dincolo de bucățile superioare și inferioare. Ar trebui să fie la culoare.

Cu o nervură în poziție, forați în prealabil o singură gaură prin nervură și în placaj. Înșurubați coasta în loc cu un șurub de lemn de 1 . Opțional, puteți lipi aceste coaste în loc, dar acest lucru nu este necesar decât dacă construiți o turbină pe care intenționați să o folosiți în exterior pentru a produce electricitate. Atașați celelalte două coaste pentru a forma aripa.

Pasul 8: Atașați pielea aripilor

Partea rotundă a aripii și partea din spate (partea cu cele două coaste) sunt acoperite cu un fel de piele. Am ales să folosesc materiale intermitente din aluminiu pe care le mai rămăsesem. Este posibil să aveți un alt tip de material care ar putea funcționa.

Rola mea de intermitent avea o lățime de 6 centimetri. Am descoperit că, dacă aș tăia două bucăți de 6 "x 21", aș putea acoperi marginea anterioară și partea din spate a fiecărei aripi. Am reușit să atașez o bucată de intermitent de la o coastă la cealaltă în jurul marginii anterioare. Am ancorat fiecare piesă cu câteva șuruburi metalice. Unele dintre acestea au intrat în coaste, iar altele în marginea piesei de placaj. Apoi am atașat a doua bucată de intermitent pe partea din spate a aripii, au fost înșurubate în coastele din spate. Această bucată de intermitent se poate suprapune puțin cu cea care înconjoară marginea anterioară. Faceți acest lucru pentru toate cele trei aripi. Acum sunteți gata să atașați aripile pe axa centrală.

Pasul 9: Pregătiți suporturile și discurile centrale

Aripile vor fi atașate la axa centrală (bara de filet) folosind două cercuri de placaj și tije care le leagă de vârfurile și fundurile aripilor. Tăiați două cercuri de 8 inch de placaj de jumătate de inch. Folosind un transportor cu cerc complet (am descărcat unul de pe https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png), am marcat linii pe fiecare cerc care erau la 120 de grade distanță. Acestea vor fi liniile pe care struturile le urmează până la aripi. Găuriți o gaură în centrul fiecărui cerc. Această gaură va avea același diametru ca bara allthread. Pentru tijele care leagă cercurile de aripi, aveți o varietate de opțiuni. Cel mai ușor ar putea fi să faci pur și simplu din lemn. Am ales să folosesc lemn pentru tijele inferioare (pentru că nu eram sigur că cureaua de metal pe care am cumpărat-o va suporta greutatea. Pentru partea de sus am cumpărat o bucată de metal de zincat de 4 picioare care avea găuri perforate în lungul centrului linia benzii de metal. Am tăiat tijele la 11 inci în lungime. Apoi am așezat capătul fiecărui tijă la 1 centimetru de centrul cercului de-a lungul uneia dintre liniile de 120 de grade. Am forat două găuri în tijă și una prin cercul de placaj. I-am înșurubat ferm în loc. La aproximativ un centimetru de celălalt capăt al tijei am forat o gaură cu același diametru al găurii din piesa de capăt.

Pasul 10: Montați aripile pe axa centrală

Înfilați o piuliță de.5 inch pe partea inferioară a axei (bara allthread), astfel încât să fie la aproximativ 2.5 inch de la capăt. Glisați unul dintre discurile de placaj în sus din partea de jos a axei până unde se întâlnește cu piulița. Apoi, înfășurați o altă piuliță în sus până la locul în care se întâlnește cu discul. Rotiți cele două piulițe una față de cealaltă, astfel încât discul să stea ferm pe axă.

Atașați al doilea disc la celălalt capăt al axei. Este posibil să trebuiască să reglați poziția discurilor astfel încât acestea să acomodeze înălțimea aripilor și, de asemenea, să lase loc pentru atașarea axei la un generator sau la o altă structură. Rețineți că există o axă foarte mică lipită deasupra discului central. M-am hotărât să fac aripile de 21 inci pe o axă de 24 inci. A fost o greșeală. În retrospectivă, vă sugerez să faceți aripile mai scurte, astfel încât să aveți mult mai mult axa care iese în partea de jos și de sus pentru flexibilitate în montarea întregii turbine la un generator sau altă structură. Probabil aș merge cu 18 inci. Acum puteți monta aripile. Cu partea acoperită a unei aripi orientată spre ax, înșurubați tijele la piesele de capăt. Acestea pot fi destul de strânse, dar suficient de libere pentru a se roti. Acum aliniați tija superioară cu linia de 9 grade pe care ați tras-o și apoi strângeți piulițele superioare și inferioare. Acest unghi aripile spre axa centrală cantitatea corectă. Faceți acest lucru cu celelalte două aripi. Turbina este gata să fie montată pe un generator sau altă structură.

Pasul 11: Montați turbina pe generator

Cumva, va trebui să montați turbina la un generator sau, eventual, la un fel de cadru de susținere care să-l lase să se rotească liber. În acest proiect l-am montat pe un motor DC de 24 de volți pe care îl salvasem de la o mașină de tuns iarba cu baterie. Motorul a fost folosit pentru a roti lama mașinii de tuns iarba. Motorul are conectori pică plus și minus la un capăt și un arbore care iese din celălalt capăt. Din păcate, arborele avea un diametru de jumătate de centimetru cu filet fin. Acest lucru face foarte dificilă împerecherea cu ceva de genul unei bare cu filet cu filet gros de jumătate de inch. Modul în care am rezolvat problema este să fixați un suport în formă de L la arborele motorului. Apoi am folosit o bucată de metal pe care o salvasem de la un vechi timon. Este în formă de U și are găuri pe lateral și o gaură filetată în partea de sus. Filetarea este un filet gros de jumătate de inci, perfectă pentru montarea barei cu toate firele. În cele din urmă, am înșurubat conectorul în formă de U la suportul L. Am tăiat o gaură într-o bucată de placaj suficient de mare pentru a introduce motorul. După ce am introdus motorul în placaj, l-am înșurubat în jos. Pentru a încerca turbina, am pus toată afacerea deasupra unei cutii grele din lemn.

Pasul 12: Demonstrarea turbinei

Puteți vedea în videoclipuri că turbina se rotește foarte bine în vântul destul de puternic care sufla. Aș estima că a fost aproximativ 15 mph. A funcționat atât de bine încât a trebuit să leg temporar turbina de cutie pentru a nu se prăbuși. Puteți vedea clar că se învârte foarte repede, dar, de asemenea, ricoșează. Motivul pentru aceasta este montarea turbinei la motor nu este perfectă. Este ușor descărcat și acest lucru nu poate fi niciodată îmbunătățit cu această configurare. Generează electricitate? Trist să spun, nu prea mult. Problema este motorul. Habar n-am despre designul motorului. Veți observa un fir care duce de la turbină la afară din fotografie. Acesta este un cablu prelungitor cu capătul tată tăiat și atașat la motor. Cu această configurare pot introduce sondele dintr-un multimetru în capătul feminin. Se pare că abia generez 1 volt cu turbina care funcționează foarte repede. Acesta este punctul în care trebuie să înceapă un alt proiect. Există numeroase discuții pe internet despre cum să-ți construiești propriul generator. De asemenea, este posibil să utilizați tipul potrivit de generator de automobile sau ceva de la o mașină de spălat. Dacă nu aveți un generator în minte, v-aș sugera să vă testați lucrarea manuală prin montarea turbinei pe un fel de structură unde vântul o va prinde. Acesta poate fi un cadru din lemn sau ceva din țevi din PVC. În acest fel puteți vedea dacă designul funcționează și dacă trebuie să faceți ajustări la unghiul aripilor. De asemenea, puteți măsura viteza vântului pentru a începe rotirea turbinei. Dacă sunteți interesat de vântul mediu din zona dvs., puteți vizita o aplicație pe care o am pe site-ul meu web, care vă va permite să alegeți o stație meteo NOAA din apropierea dvs. și vedeți un complot de vânt, temperatură și presiune în ultimele 24 de ore. Aplicația mea trasează aceste date și le oferă într-un tabel. Ceea ce doriți este viteza medie a vântului din ultimele 24 de ore. Dacă vă vizitați periodic locația preferată, veți putea lua notă de modul în care se schimbă media. Link-ul este: