Жел диірмендері: олардың электр қуаты үшін құрылысы. Бұл не және ол қалай жұмыс істейді? Құрылғы, пышақтардың сипаттамасы. Диірмендер не үшін қажет?

2024 Автор: Beatrice Philips | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-09 13:31

Жел диірмендері туралы бәрін білу, ол не және ол қалай жұмыс істейді, тек қана қызығушылықтан туындамайды. Пышақтардың құрылғысы мен сипаттамасы бәрі емес, диірмендер не үшін қажет екенін түсіну керек. Жел диірмендері мен олардың электр қуаты үшін құрылысы туралы, басқа экономикалық маңызы туралы айту жеткілікті.

Шығу тарихы

Диірмендер бидай мен басқа да дәнді дақылдарды жаппай өсіру басталған кезде құрылды. Бірақ олар желдің күшін құрылымды айналдыру үшін бірден қолдана алмады. Ежелгі уақытта дөңгелектерді құлдар немесе жануарлар айналдырды . Кейінірек олар су диірмендерін құра бастады. Ақырында, жел құрылымы пайда болды.

Қарапайым қарапайымдылығына қарамастан, шын мәнінде, керісінше, бұл өте күрделі . Мұндай өнімді желден түсетін жүктемені ескере отырып және белгілі бір тапсырма үшін механизмнің ұзақтығын дұрыс таңдағанда ғана жасау мүмкін болды. Бұл тапсырмалар өте алуан түрлі болды - ағаш кесу де, су айдау. Алғашқы модельдер - «ешкілер» ағаш үй сияқты салынған.

Содан кейін шатыр диірмендері пайда болды, олар бекітілген корпусы бар, тек негізгі білігі бар төбесі ғана айналады.

Мұндай модельдер 2 диірмен тасын жүргізуге қабілетті, сондықтан өнімділіктің жоғарылауымен ерекшеленеді . Диірмен қарастырылды, бұл тек утилитарлық құрал емес. Мифтерде, аңыздарда және ертегілерде оған үлкен мән берілді. Мұндай идеялар жоқ елдер болған жоқ. Мифтердің әртүрлі мотивтері болды: іргетастың құрылысы кезінде жетілдірілген адамдар, диірменде тұратын рухтар, жасырын қазына, жұмбақ жер асты өткелдері және т.б.

Құрылғы және жұмыс принципі

Жел диірмені жұмыс істейді, себебі ауа ағындары пышақтарға әсер етіп, оларды қозғалысқа келтіреді. Бұл импульс беру құрылғысына, ал ол арқылы - диірменнің нақты жұмыс бөлігіне өтеді. Ескі модельдерде пышақтар бірнеше метрге дейін ұлғайтылды . Тек осылай ғана ауа ағындарымен байланыс аймағын ұлғайтуға мүмкіндік туды. Мән негізгі функцияға және қажетті қуатқа сәйкес таңдалады.

Егер диірмен ең үлкен пышақтармен жасалған болса, онда ол ұн тартуы мүмкін . Бұл ауыр диірмен тастарын тиімді бұрауды қамтамасыз ететін жалғыз шешім. Дизайнды жақсарту аэродинамикалық тұжырымдамалардың дамуы арқасында мүмкін болды. Қазіргі заманғы технологиялық даму желмен салыстырмалы түрде қарапайым байланыс аймағында да жақсы нәтиже беруге мүмкіндік береді.

Пышақтардың артында бірден тізбектегі беріліс қорабы немесе басқа беріліс механизмі орналасқан . Кейбір модельдерде бұл пышақтар орнатылған білік болып шықты. Біліктің екінші ұшы жұмысты орындайтын құралмен (қондырғымен) жабдықталған. Алайда, бұл дизайн қарапайымдылығына қарамастан біртіндеп бас тартылды.

Анықталғандай, бұл өте қауіпті және сенімсіз, ал ең ауыр жағдайда да диірмен жұмысын тоқтату мүмкін емес.

Беріліс қорабының нұсқасы әлдеқайда тиімді және талғампаз болып шықты . Беріліс қораптары иіру пышақтарының импульсін пайдалы жұмысқа айналдырады. Редуктордың бөліктерін ажыратқан жөн, жұмысты тез тоқтатуға болады. Сондықтан механизм бекер айналмайды, тіпті желдің күрт өсуі де соншалықты қорқынышты емес. Маңызды: қазір диірмендер тек электр энергиясына қолданылады.

Бірақ тіпті бірінші диірмендердің пайда болуы технологиядағы нағыз революция болды. Әрине, бүгінде 5-10 литр. бар.қанатында мүлдем «балалық» өлшемі бар сияқты. Алайда, мотороллерлер ғана емес, паровоздардан бірнеше ғасыр бұрын болған дәуірде бұл үлкен жетістік болды. ХІ-ХІІІ ғасырларда адам өзінің қолында бұрынғы дәуірде қол жетпейтін билікті алды . Экономиканың электрмен жабдықталуы бірден едәуір өсті, сондықтан да көп жағдайда бұл кезеңде еуропалық экономиканың күрт көтерілуі мүмкін болды.

Артықшылықтары мен кемшіліктері

Жел диірменін су аналогымен салыстыру ең ыңғайлы. Су құрылымының ұзақ тарихы бар және желдің өзгеруіне тәуелсіз. Су ағындары әлдеқайда тұрақты. Сіз сондай -ақ жел қондырғысы үшін мүлдем қол жетпейтін ақырынды күшін қолдана аласыз . Бұл жағдайлар су диірмендерінің таралуы ортағасырлық кез келген мемлекеттерде бірнеше есе жоғары болғандығына әкелді.

Желдің астық тартуға күші, жоғарыда айтылғандай, кейінірек қолданыла бастады . Бұл шешім қосымша қосымша шығындарға әкелді. Алайда, 15 ғасырда Голландияда, әсіресе 17 ғасырдың басынан бастап, жел диірмендерінің басқа артықшылықтары жоғары бағаланды. Олар жер асты суларын кетіретін шөміштермен тізбектерді итерді. Бұл жаңашылдықсыз қазіргі Нидерланды аумағының едәуір бөлігін игеру мүмкін емес еді.

Сонымен қатар, жел диірмені тіпті құрғақ жерде тұра алады және су қоймасына байланбайды.

Голландияда жел диірмендері басқа себеппен танымал болды .- Атлант мұхитынан Балтық теңізіне қарай ауа тасымалдайтын батыс желдер дерлік үздіксіз соғады. Сондықтан пышақтардың бағдарлануында да, технологияны қолдануда да ерекше проблемалар болған жоқ. Қазіргі кезде жел диірмендерін су диірмендерімен сапасы мен астықты ұнтақтау мүмкіндіктері бойынша емес, электр энергиясын өндіруге жарамдылығы бойынша салыстырған дұрыс. Электрмен жабдықтаудың тұрақтылығы төмендейді, желі энергиясының бағасы көтеріледі, сондықтан сізге сәйкес келетін түрді таңдау өте маңызды.

Жел электр станциялары іс жүзінде шексіз ресурстарда жұмыс істейді . Жерде атмосфера болса және күн планетаны жарықтандырса, жел тоқтамайды. Мұндай құрылғылар қоршаған ортаны ластамайды, себебі дизельдік және бензиндік жүйелерден айырмашылығы, олар улы заттарды шығармайды. Бірақ жел электр станциясын мүлде экологиялық таза деп атауға болмайды, себебі ол үлкен шу шығарады, ал бірқатар елдерде оған тіпті заңды шектеулер қояды. Ақырында, жел диірмені құстардың қоныс аудару кезеңінде қалыпты жұмыс істей алмайды.

Ресейде шу мен күнтізбелік шектеулер әлі жоқ . Бірақ олар кез келген уақытта пайда болуы мүмкін. Қалай болғанда да, жел паркі - қазіргі заманғы жел диірмені де, классикалық диірмен де - тұрғын үйге жақын жерде орналасуы мүмкін емес. Сонымен қатар, нақты тиімділік маусымға, тәулік уақытына, ауа райына, жер бедеріне байланысты анықталады; мұның бәрі ауа ағынының жылдамдығына және оны қолданудың тиімділігіне тікелей әсер етеді.

Жел электр станциясының тағы бір кемшілігі - бұрыннан байқалған жел тұрақсыздығы. Батареяларды қолдану бұл мәселені ішінара шешеді, бірақ сонымен бірге жүйені күрделендіріп, қымбатқа түседі. Кейде басқа энергия көздерін қосымша пайдалану қажет . Бірақ жел диірмені тез орнатылады - сайттың дайындалуын ескере отырып, 10-14 күннен аспайды. Мұндай қондырғы үшін көп орын қажет, әсіресе пышақтардың ұзындығын және қауіпсіздік мақсатында бос болуы керек кеңістікті ескере отырып.

Түрге шолу

Ұн тартатын жел диірмендері 1 немесе 2 диірменмен жұмыс жасады. Желге бұрылу екі жолмен жүреді - қанталай және жамбаспен . Гантри техникасы бүкіл диірменнің емен ағаш тірегінің айналасында толығымен айналатынын білдіреді. Бұл тірек ауырлық орталығына орнатылды және денеге симметриялы емес. Желге бұрылу көп энергия жұмсады, сондықтан өте қиын болды.

Дәстүр бойынша, портты диірмендер бір сатылы механикалық беріліспен жабдықталған . Ол білікті білікті тиімді түрде айналдырды. Бок диірмені гантри әдісімен де жасалған. Неғұрлым тамаша нұсқа - шатыр схемасы (голландиялық). Жоғарғы бөлігінде ғимарат дөңгелекті қолдайтын бұрылмалы жақтаумен жабдықталған және төбесі жамбаспен қапталған.

Жеңіл құрылыстың арқасында желге бұрылу әлдеқайда аз күш жұмсалады . Жел доңғалағының көлденең қимасы өте үлкен болуы мүмкін, өйткені ол үлкен биіктікке көтерілген. Көп жағдайда шатыр диірмені екі сатылы беріліс қорабымен жабдықталған. Аралық құрылым диірмен тәрізді диірменнен тұрады. Онда бұрылыс шеңбері дененің 0,5 биіктігінде орналасқан, маңызды кіші түрі - дренажды диірмен.

Жел диірменінің жылдамдығы бұрын беріліс құрылғысының күшімен шектелген. Шектеулер ағаш дөңгелектер мен тарсқа байланысты болды. Нәтижесінде жел энергиясын қолдану коэффициентін жоғарылату мүмкін емес (тиімділік). Тістердің өздері мен оларға арналған шанақтар жоғары сапалы құрғақ ағаштан жасалған шаблон бойынша жасалған. Бұл үшін қолайлы:

• акация;
• Қайың ағашы;
• мүйіз ағашы;
• қарағаш;
• үйеңкі.

Негізгі біліктің дөңгелек жиегі қайыңнан немесе қарағаштан жасалған. Тақталар екі қабатта төселген. Сыртта шеңбер жиектелген түрде мұқият кесілген; бұрандаларды ұстау үшін болттар қолданылды. Дәл сол болттар дискілерді қатайтуға көмектесті. Дизайнды жетілдіруде негізгі назар қанаттардың орындалуына аударылды.

Ескі диірмендерде қанатты торлар кенеппен жабылған . Бірақ кейінірек сол функцияны тақталар сәтті орындады. Сондай -ақ, шырша тақтайшалары жақсы үйлесетіні анықталды. Бастапқыда қанаттар 14 -тен 15 градусқа дейін өзгеретін пышақтың тұрақты сына бұрышымен жасалды. Оларды жасау өте қарапайым, бірақ тым көп жел энергиясы босқа кетті.

Спиральды пышақты қолдану ескі нұсқамен салыстырғанда тиімділікті 50% -ға дейін арттыруға мүмкіндік берді . Ұштағы сынаның бұрышты бұрышы 1 -ден 10 -ға дейін, ал негізде 16 -дан 30 градусқа дейін. Ең заманауи нұсқалардың бірі-жартылай реттелген профиль. Шатырлы диірмендер кезеңінің соңына қарай олар тек тастан жасалған. Кейбір жағдайларда, әрине, жел жүйесі су сорғысына қосылды, бұл жерді суаруға мүмкіндік берді.

Мұндай конструкциялардың алғашқы түрінде, ұн тартатын зауыттардағыдай, желкенді ішінара алып тастау немесе жалюзи ашу арқылы қанат алаңын қысқартуға болады. Бұл шешім желдің күшеюі кезінде де зақымның алдын алуға мүмкіндік берді. Пышақтардың саны көп немесе қанаттарының ені төмен жылдамдықты жел турбинасының мәселесі әлі де болды. Мұның себебі анық - бұл өте ауыр, көңілсіз сәт. Шешімді Adler жел дөңгелегін минималды пышақтармен және олардың арасындағы едәуір қашықтықта шығаратын Kester неміс компаниясы тапты; бұл дизайн қазірдің өзінде орташа жылдамдыққа ие болды.

Қанаттардың соратын жағында одан да жетілдірілген конструкциялар арнайы клапандармен жабдықталған . Сондықтан реттеу автоматты түрде жүрді, бұл мүмкін болатын ең жоғары өнімділікті қамтамасыз етті. Жұмыс жағдайында клапандарды ұстау серіппемен қамтамасыз етілген. Барлығы осы клапандардың арқасында, тіпті белсенді қозғалыс кезінде де күшті қарсылық болмайтындай етіп жасалған. Егер орталықтан тепкіш күш әсерінен белгіленген жылдамдық асып кетсе, клапандар бұрылды.

Сонымен қатар, ауа ағынына төзімділік жоғарылады, ол әлдеқайда тегіс және әдеттегідей тиімді емес пайдаланылды. Бірақ әдетте кернеу уақытын азайту мүмкін болды. 18-19 ғасырларда жел диірмендері бүкіл планетада қолданыла бастады . Олар жартылай қолөнер әдістерімен жасалуын тоқтатты, олар зауыттарда металдан жасалған көп жүзді жел қозғалтқыштарын шығара бастады.19 ғасырдың аяғында бұралу жылдамдығын автоматты реттеу және дөңгелекті қозғалтқыш бағытында қатаң бекіту функциялары жоқ тек бірнеше модельдер болды.

Өнеркәсібі дамыған елдерде жылына жүздеген мың диірмендер жиынтығы дайындалатын болды .… Ең алдымен электр энергиясын өндіруге арналған жетілдірілген экономикалық модельдердің өндірісі де басталды. Мұндай жүйелердің қуаты салыстырмалы түрде төмен, әдетте 1 кВт-тан аспайды, көбінесе 2-3 қалақ тәрізді пышақтары бар дөңгелектермен жабдықтау қарастырылған. Генераторға қосылу редуктор арқылы жүзеге асады. Мұндай жүйелерде энергияны сақтау үшін шағын және орташа сыйымдылықтағы батареялар қолданылды.

Құрылыс ерекшеліктері

Диірмен салу үшін бірқатар нюанстарды ескеру қажет.

Орын таңдау

Пышақтардың айналуын ескеру маңызды. Сондықтан жақын жерде бөгде ғимараттар мен құрылыстар болмауы керек. Тегіс аумақты таңдаған жөн, әйтпесе ғимарат қисайып кетуі мүмкін. Сайт барлық өсімдіктерден және басқа да кедергі келтіретін заттардан тазартылады . Олар сондай -ақ бәрі сыртқы жағынан қалай көрінетінін ескереді.

Құралдар мен материалдар

Сіз тіпті жел диірменін фанерадан, берік пластиктен немесе металдан жасай аласыз. Ешкім оларды біріктіруге де тыйым салмайды. Бірақ соған қарамастан, классикалық тәсіл ағаш тақтайшаны, ағашты, фанераны қолдануға оңтайлы сәйкес келеді. Полиэтилен гидроизоляция үшін, ал шатыр үшін шатыр материалы. Сондықтан бізге сондай -ақ балғалар мен шегелер, бұрғылар, аралар және ағаш құрылысына арналған басқа құралдар қажет: жонғыштар, бұрыштартқыштар, шелектер мен щеткалар.

Қор

Көптеген жел диірмендерінің сәндік қасиеттеріне қарамастан, құрылыс схемасы әлі де іргетасты дайындауды қамтиды. Шұңқыр қазып, ерітінді құю міндетті емес. Жолақтың немесе бөренелердің орналасуын пайдалану жеткілікті . Әдетте дизайн трапецияға жақын. Ішкі және сыртқы жақтаулар берілген бұрышта орналасқан тік тіректер көмегімен қосылады.

Қабырғалар мен шатыр

Құрылымды жабу кезінде терезелер мен есіктердің саңылауларына назар аударыңыз. Пышақтың бекіту нүктесі де маңызды . Есіктер қосалқы бекітпелермен орнатылады. Пышақтары бар арқалықтарды штангамен күшейтуге болады. Қаптауды герметикалық бетті қамтамасыз ететін кез келген материалмен жасауға болады, ең әсем ағаш.

Шатырдың пішіні жеке таңдалады . Тегіс және түзу қамту бұрыш орнатудан гөрі нашар емес. Шатыр материалының қабаты жеткілікті гидроизоляцияны қамтамасыз етеді. Алдыңғы шатыр тақталар немесе фанер көмегімен алынады. Сәндік әрлеуді көбірек қолданудың қажеті жоқ.

Жел генераторын орнату

Диірменді құрғақ, дайындалған жерге қою керек. Бекітудің қаттылығын қамтамасыз ету үшін якорь қажет болған жағдайда қолданылады. Қиындықтар болмас үшін заңдар мен ережелерді тексеруді ұмытпаңыз. Қалай болғанда да, электр қауіпсіздігі мен жерге қосу бойынша ұсыныстар орындалады . Генераторды белгілі бір учаскенің сымдары арқылы және «көше» оқшаулауында қосу қажет.

Ең әйгілі ескі диірмендер

Мандрнаки портына жақын орналасқан Родос диірмендері астықты өте ұзақ уақыт бойы ұсақтады, ол теңіз арқылы портқа тікелей жеткізілді. Бастапқыда олардың саны 13 болды, басқа деректер бойынша - 14. Бірақ біздің уақытқа дейін тек 3 -і ғана сақталып, ескерткіш ретінде сақталған. Оланд аралында жағдай шамамен бірдей - 2000 диірменнің орнына 355 -і ғана аман қалды . Олар өткен ғасырдың басында бөлшектелді, өйткені қажеттілік жоғалып кетті, бақытымызға орай, ең әдемі ғимараттар аман қалды.

Сондай -ақ атап өткен жөн:

Заансе Шанс (Амстердамның солтүстігі)

Миконос аралдарының диірмендері

Консегра қаласы

Kinderdijk диірмен желісі