Turbin Angin Lenz2: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Petunjuk ini akan menunjukkan kepada anda cara membina turbin angin Lenz2 dari bahan yang anda miliki di sekitar rumah. Reka bentuknya dikembangkan dan diuji oleh Ed Lenz dari Windstuffnow.com:https://www.windstuffnow.com/main/lenz2_turbine.htmLenz2 VAWT (Vertical Axix Wind Turbine) setinggi 4 kaki dan diameter 3 kaki. Ini pada dasarnya adalah turbin gaya Savonius tetapi dengan kehalusan ketiga sayap itu berbentuk untuk mengangkat juga kerana atau konfigurasi air mata mereka. Dalam pautan di atas Lenz menerangkan bagaimana dia meletakkan ananometer di dalam turbin stasional dan menunjukkan bahawa kecepatan angin bergerak melewati bahagian pepejal sayap. Turbin ini lebih cekap daripada Savonius tulen kerana ia menyediakan daya tarik dan angkat. Dalam reka bentuk saya, saya mengurangkan diameter hingga kira-kira 18 inci dan ketinggian hingga 21 inci. (Dalam pandangan belakang, saya seharusnya membuat ketinggian 18 inci sehingga terdapat lebih banyak paksi tengah yang bebas di kedua-dua hujungnya untuk kelenturan dalam pemasangan.) Saya dapat menggunakan bahan yang saya miliki untuk membina turbin. Semasa saya mengujinya dengan angin 15 mph, ia berfungsi dengan baik sehingga saya takut menghentikannya kerana takut cedera. Satu-satunya kelemahan dari apa yang saya hasilkan adalah bahawa ia menghasilkan elektrik yang sangat sedikit. Ini bukan kerana reka bentuk turbin tetapi kerana sifat motor DC yang saya pasangkan. Penekanan dalam tutorial ini adalah bagaimana membina turbin itu sendiri. Kredit penuh untuk reka bentuk dan beberapa arahan diberikan kepada Ed Lenz. [Catatan: Sejak arahan ini diterbitkan, saya belajar lebih banyak mengenai bagaimana sayap harus dibentuk. Perincian pembinaan untuk lenz2 yang disediakan dalam instruksi ini masih ada tetapi dimensi sayap pada Langkah 2 harus diganti dengan yang diberikan dalam Langkah 3. yang baru dimasukkan.]

Langkah 1: Bahan Yang Diperlukan

Bahan yang anda perlukan disenaraikan di bawah. Ganti alternatif dengan bebas jika anda fikir ia akan berfungsi. Bahan Kayu Lapis (seperempat atau setengah inci) Tali keluli dengan lubang di dalamnya (alternatif lain mungkin) Mur dan selak batang allthread 24 inci (diameter setengah inci). Mur 5 inci yang sesuai pada batang althread (kira-kira 6 daripadanya) Kelipan atap, logam lembaran nipis, atau sejenis plastik fleksibel 9 kepingan kayu,.5 "x 1" x 18 "Perkakasan untuk memasang turbin anda (anda perlu merancang ini) AlatMenggerudi dan menggerudi bitTin snipsJigsawWrenches

Langkah 2: Potong Potongan Akhir Sayap

[Catatan: Reka bentuk sayap dalam langkah ini tidak akan memberikan daya angkat terbaik. Sila lihat langkah 3 untuk reka bentuk yang lebih baik. Ini akan menunjukkan bahawa sisi sayap tidak simetri. Langkah 3 juga akan memberikan prosedur untuk ukuran sayap berdasarkan diameter lenz2. (ditambahkan 1 Jun 2008). '' '] Bahagian akhir tetesan air mata akan memberikan bentuk sayap aerodinamik. Anda akan membina tiga sayap sehingga anda memerlukan 6 keping hujung. Ukuran yang saya gunakan adalah separuh ukuran kepingan akhir yang dijelaskan oleh Ed Lenz. Mereka pada dasarnya kelihatan seperti kon ais krim. Saya mengesyorkan agar anda memotong templat kadbod dan menggunakannya untuk melukis enam gambarnya di papan lapis setengah inci. Inilah cara melukisnya: 1. Potong segi empat tepat kadbod 3.5 "x 7.5" 2. Lukis garis tengah di sepanjang paksi panjang3. Buat tanda pada garis ini 1.75 "dari salah satu hujungnya (mari kita namakan ini sebagai hujung atas) 4. Lukis garis mendatar melalui tanda itu ke tepi sisi sehingga memotong garis menegak pada 90 darjah.5. Menggunakan a kompas, lukis bulatan separuh 1.75 "di bahagian atas tanda itu. Ia harus melintasi dua tepi sisi dan tepi atas.6. Dari mana garis tengah memotong garis bawah garis lurus ke titik di mana separuh bulatan memotong tepi sisi. 7. Potong templat. Gunakan templat kadbod untuk melukis enam gambar di papan lapis setengah inci. Anda boleh meletakkannya sedemikian rupa sehingga anda tidak membuang papan lapis. Gunakan jigsaw untuk memotong kepingan akhir.

Langkah 3: Semakan: Perubahan Bentuk Sayap

Bentuk sayap asli yang ditunjukkan dalam instruksi ini tidak begitu sesuai dengan rancangan yang dipaparkan untuk Lenz2. Setelah berunding dengan Ed Lenz, saya menyedari kesalahan yang telah saya lakukan dalam menafsirkan rancangannya. Reka bentuk baru digambarkan dalam langkah ini. Perhatikan bahawa sudut berlabel "Angle A" adalah 90 darjah. Bahagian A berada pada sudut tepat ke garis diameter hujung sayap yang bulat. Dalam reka bentuk asal yang saya tunjukkan dalam instruksional ini, dua garis yang membentuk ujung runcing itu sama panjang dan sudut mereka dengan garis diameter sama. Kerucut itu simetris sedangkan pada perubahan yang ditunjukkan di sini, kerucut itu tidak simetris. Menjadikan Angle A menjadi 90 darjah akan memberi sayap lebih angkatSaya telah mengubah ukuran reka bentuknya sehingga saya dapat menggerakkan generator minigen yang telah dijual di windstuffnow.com (tetapi tidak lagi tersedia). Langkah-langkah asas dalam membuat lenz2 masih berlaku. Pengiraan Asas: Saya sekarang lebih memahami bagaimana menentukan ukuran dan bahagian sayap. Anda terlebih dahulu menentukan berapa diameter lenz2. Cara termudah untuk melakukan ini adalah dengan menentukan jarak yang akan dicapai dari paksi tengah lenz2 ke tepi luar sayap. Ini akan menjadi jejari lenz2. Anda menggandakannya untuk mendapatkan diameter. Dalam reka bentuk baru saya, saya membuat andaian bahawa diameter lenz2 akan menjadi 16 inci (iaitu jarak dari paksi tengah ke tepi luar sayap akan 8 inci). Untuk tentukan diameter sayap, darabkan diameter lenz2 kali.1875. Dalam contoh saya, 16 inci *.1875 = 3.0 inci. Untuk menentukan panjang sayap, kalikan diameter lenz2 kali.4. Dalam kes ini, 16 inci *.4 = 6.4 inci. Panjang Sisi A ialah 6.4 tolak 1.5 atau 4.9 inci. Saya akan membuat arahan baru yang akan merangkumi reka bentuk ini dalam lenz2 yang mendorong penjana minigen

Langkah 4: Potong Tulang rusuk

Anda perlu mempunyai tiga tulang rusuk untuk menghubungkan dua bahagian hujung setiap sayap. Panjang tulang rusuk ini akan ditentukan oleh seberapa tinggi yang anda mahukan sayapnya. Saya memilih 21 kerana itulah yang saya fikir saya boleh pasangkan pada bar allthread paksi menegak.

Tulang rusuk harus.5 "dalam dan lebar 1" dan panjang apa pun yang anda pilih (21 "dalam reka bentuk saya). Anda akan memotong lekukan.5" x 1 "pada bahagian akhir di mana anda akan meletakkan tulang rusuk. Saya cadangkan bahawa anda mengesan hujung hujung salah satu tulang rusuk pada sehelai kertas kad yang boleh anda gunakan sebagai templat untuk melukis kepingan akhir. Anda boleh mengukur segi empat tepat tetapi dengan menelusuri, anda dapat memastikan bahawa lekukan akan cukup besar.

Langkah 5: Sediakan Kepingan Akhir

Gunakan templat carboard.5 "x 1" untuk lekukan tulang rusuk untuk menarik tiga takik pada setiap bahagian hujung. Dua takik akan berada di satu sisi dan satu di sisi yang lain.

Akan ada takik di setiap sisi bahagian hujung pada titik terlebarnya. Oleh kerana ini akan berada pada lekukan, pastikan kedalaman setiap sisi templat itu sesuai dengan bahagian hujungnya. Ini akan memastikan bahawa tulang rusuk akan rata dengan tepi luar bahagian hujung. Di satu sisi bahagian hujung berhampiran hujung runcing, lukiskan corak kira-kira satu inci dari titik. Segi empat tepat akan selari dengan sisi condong. Sisi dengan dua takik akan bahagian belakang sayap (sisi yang menghadap ke tengah turbin.) Potong lekukan dengan jigsaw.

Langkah 6: Rancang Sudut Sayap

Hujung hujung setiap sayap akan diputar 9 darjah ke belakang ke arah pusat turbin pada jarak 9 darjah selari dengan pusat turbin. Pengukuran ini ditentukan secara empirik oleh Ed Lenz. Saya memilih sudut itu dan turbin nampaknya berfungsi dengan baik. Anda akan dapat menyesuaikan sudut setelah sayap dipasang jika anda merasa ingin membuktikannya kepada diri sendiri.

Pertama lubang lubang di bahagian tengah kerucut bahagian akhir. Ini akan menjadi titik di mana garis menegak dan mendatar bertemu. Ukuran lubang akan menjadi diameter bolt yang akan anda gunakan untuk memasangkannya ke tali yang mengarah dari paksi tengah. Dari suatu tempat di sepanjang bahagian lurus tepi belakang bahagian hujung (sisi dengan lekukan dua tulang rusuk) lukiskan garis melintasi bahagian hujung yang bersudut tepat ke sisi. Dari mana garis itu memotong tepi belakang bahagian hujung, lukis garis 9 darjah di sebelah kanan garis 90 darjah (ini akan berada di sisi yang lebih dekat dengan lubang). Garis ini akan menjadi garis bar yang menghubungkan sayap ke paksi tengah. Sekiranya anda tidak mempunyai protraktor, lihat langkah 8 untuk pautan di mana anda boleh memuat turun gambar protraktor. Lakukan ini dengan keenam-enam bahagian akhir.

Langkah 7: Pasang Bingkai Sayap

Untuk memasang setiap sayap, anda akan memasukkan tulang rusuk ke dalam lekukan yang sesuai pada bahagian hujung atas dan bawah. Pastikan tulang rusuk tidak menonjol melebihi bahagian atas dan bahagian bawah. Mereka semestinya flush.

Dengan tulang rusuk di tempat, pra-gerudi satu lubang melalui tulang rusuk dan ke papan lapis. Pasangkan tulang rusuk ke tempatnya dengan skru kayu 1 . Anda boleh melekatkan tulang rusuk ini ke tempatnya tetapi ini tidak diperlukan melainkan anda membina turbin yang sebenarnya anda ingin gunakan di luar untuk menghasilkan elektrik. Pasang dua tulang rusuk yang lain untuk membentuk sayap.

Langkah 8: Pasang Kulit Sayap

Bahagian bulat sayap dan bahagian belakang (sisi dengan dua tulang rusuk) ditutup dengan semacam kulit. Saya memilih untuk menggunakan bahan flashing aluminium yang saya tinggalkan. Anda mungkin mempunyai jenis bahan lain yang mungkin berfungsi.

Lebar lampu kilat saya selebar 6 inci. Saya dapati bahawa jika saya memotong dua kepingan 6 "x 21", saya boleh menutup bahagian tepi depan dan bahagian belakang setiap sayap. Saya dapat melekatkan satu bahagian yang berkelip dari satu tulang rusuk ke yang lain di sekitar tepi hadapan. Saya menambat setiap kepingan dengan beberapa skru logam. Sebahagian daripadanya masuk ke tulang rusuk dan yang lain ke tepi bahagian hujung papan lapis. Kemudian saya melekatkan bahagian kedua berkelip ke bahagian belakang sayap, Mereka disisipkan ke tulang rusuk belakang. Potongan kilat ini boleh bertindih sedikit dengan yang berkeliaran di tepi hadapan. Lakukan ini untuk ketiga-tiga sayap. Sekarang anda sudah bersedia untuk memasang sayap ke paksi tengah.

Langkah 9: Sediakan Struts dan Pusat Cakera

Sayap akan dilekatkan pada paksi tengah (bar allthread) menggunakan dua bulatan papan lapis dan tali yang menghubungkannya ke bahagian atas dan bahagian bawah sayap. Potong dua bulatan papan lapis berukuran 8 inci setengah inci. Dengan menggunakan protraktor bulatan penuh (saya memuat turunnya dari https://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/0/0f/Protractor1.svg/531px-Protractor1.svg.png), saya menandakan garis pada setiap bulatan jaraknya 120 darjah. Ini akan menjadi garis-garis yang diikuti oleh tali ke sayap. Lubang lubang di tengah setiap bulatan. Lubang ini akan berdiameter sama dengan bar allthread. Untuk tali yang menghubungkan bulatan ke sayap, anda mempunyai pelbagai pilihan. Yang paling mudah adalah dengan membuatnya dari kayu. Saya memilih untuk menggunakan kayu untuk penyangga bawah (kerana saya tidak pasti tali logam yang saya beli akan menyokong beratnya. Untuk bahagian atas saya membeli sekeping logam bersalut zink sepanjang 4 kaki yang berlubang di sepanjang pusat garisan kepingan logam. Saya memotong strut sepanjang 11 inci. Kemudian saya meletakkan hujung setiap strut 1 inci dari pusat bulatan di sepanjang salah satu garis 120 darjah. Saya menggerudi dua lubang pada tali dan satu melalui bulatan papan lapis. Saya mengikatnya dengan kuat. Kira-kira satu inci dari hujung tali yang lain saya menggerudi lubang dengan diameter lubang yang sama di bahagian hujungnya.

Langkah 10: Pasang Sayap ke Paksi Tengah

Benang kacang 0,5 inci ke bahagian bawah paksi (bar allthread) sehingga kira-kira 2.5 inci dari hujungnya. Selipkan salah satu cakera papan lapis dari bawah paksi ke tempat yang memenuhi kacang. Kemudian pasangkan kacang lain ke atas bar ke tempat yang memenuhi cakera. Lekatkan kedua kacang ke arah satu sama lain sehingga cakera duduk dengan kuat pada paksi.

Pasang cakera kedua ke hujung paksi yang lain. Anda mungkin perlu menyesuaikan kedudukan cakera agar sesuai dengan ketinggian sayap dan juga meninggalkan ruang untuk memasang sumbu ke generator atau struktur lain. Perhatikan bahawa terdapat sedikit sumbu yang melekat di atas bahagian atas cakera tengah. Saya telah memutuskan untuk membuat sayap 21 inci pada batang paksi 24 inci. Ini adalah kesilapan. Di belakang, saya mencadangkan agar sayap menjadi lebih pendek sehingga sumbu lebih banyak melekat di bahagian bawah dan bahagian atas untuk fleksibiliti memasang seluruh turbin ke generator atau struktur lain. Saya mungkin akan pergi dengan 18 inci. Sekarang anda boleh memasang sayap. Dengan sisi sayap yang tertutup menghadap ke arah sumbu, pasangkan tali ke bahagian hujung. Ini boleh agak ketat tetapi cukup longgar untuk berpusing. Sekarang sejajar tali atas dengan garis 9 darjah yang anda tarik dan kemudian ketatkan mur atas dan bawah. Ini memiringkan sayap ke arah paksi tengah dengan jumlah yang betul. Lakukan ini dengan dua sayap yang lain. Turbin siap dipasang ke generator atau struktur lain.

Langkah 11: Pasang Turbin ke Penjana

Entah bagaimana anda perlu memasang turbin ke generator atau mungkin semacam rangka sokongan yang akan membiarkannya berputar dengan bebas. Dalam projek ini saya memasangnya ke motor DC 24 volt yang saya simpan dari mesin pemotong rumput yang dikendalikan oleh bateri. Motor digunakan untuk memutar pisau mesin pemotong rumput. Motor mempunyai penyambung spade plus dan minus di satu hujung dan poros yang menonjol dari hujung yang lain. Sayangnya poros itu berdiameter setengah inci dengan benang halus. Ini menjadikannya sukar untuk mengawan dengan sesuatu seperti bar allthread dengan benang kasar setengah inci. Cara saya menyelesaikan masalahnya ialah dengan memasang baut berbentuk L ke batang motor. Kemudian saya menggunakan sekeping logam yang saya simpan dari penanaman lama. Ia berbentuk U dan mempunyai lubang di sisi dan lubang berulir di bahagian atas. Benang adalah benang kasar setengah inci, sesuai untuk memasang bar allthread. Akhirnya, pasangkan penyambung berbentuk U ke pendakap L. Saya memotong lubang di sekeping papan lapis yang cukup besar untuk memasukkan motor. Setelah memasukkan motor ke papan lapis, saya menyekatnya. Untuk mencuba turbin, saya meletakkan keseluruhan urusan di atas kotak kayu yang berat.

Langkah 12: Menunjukkan Turbin

Anda dapat melihat dalam video bahawa turbin berputar dengan baik dalam angin yang cukup kuat yang bertiup. Saya menganggarkan bahawa ia adalah sekitar 15 mph. Ia berfungsi dengan baik sehingga saya terpaksa mengikat turbin sementara ke kotak untuk mengelakkannya jatuh. Anda dapat melihat dengan jelas bahawa ia berputar dengan sangat pantas tetapi juga memantul. Sebabnya ini adalah pemasangan turbin ke motor tidak sempurna. Ia sedikit kurang dan ini tidak dapat diperbaiki dengan persediaan ini. Adakah ia menjana elektrik? Sedihnya, tidak banyak. Masalahnya ialah motor. Saya tidak mempunyai idea mengenai reka bentuk motor. Anda akan melihat wayar yang mengarah dari turbin ke luar foto. Ini adalah tali lanjutan dengan hujung lelaki dipotong dan dipasang pada motor. Dengan persediaan ini saya dapat memasukkan probe dari multimeter ke hujung wanita. Ternyata saya hampir tidak menghasilkan 1 volt dengan turbin berjalan sangat pantas. Ini adalah titik di mana projek lain perlu dimulakan. Terdapat banyak perbincangan di internet mengenai cara membina penjana anda sendiri. Anda juga boleh menggunakan penjana kenderaan jenis yang betul atau sesuatu dari mesin basuh. Sekiranya anda tidak mempunyai penjana, saya sarankan anda menguji hasil kerja tangan anda dengan memasang turbin pada beberapa struktur di mana angin akan menangkapnya. Ini mungkin bingkai kayu atau sesuatu yang diperbuat daripada paip PVC. Dengan cara ini anda dapat melihat apakah reka bentuknya berfungsi dan jika anda perlu membuat penyesuaian pada sudut sayap. Anda juga boleh mengukur kecepatan angin yang diperlukan untuk memulakan putaran turbin. Sekiranya anda berminat dengan angin rata-rata di kawasan anda, anda boleh mengunjungi aplikasi yang saya ada di laman web saya yang akan membolehkan anda memilih stesen cuaca NOAA berdekatan anda dan lihat plot angin, suhu dan tekanan selama 24 jam terakhir. Aplikasi saya memetakan data ini dan memberikannya dalam jadual. Apa yang anda mahukan ialah kelajuan angin rata-rata selama 24 jam terakhir. Sekiranya anda mengunjungi lokasi kegemaran anda secara berkala, anda akan dapat mengetahui bagaimana perubahannya rata-rata. Pautan adalah: