В продолжение темы статьи "Анемофикация: конец и вновь начало?" от 29 июня 2018 года.
"Спасибо, Андреич!" - с этих слов хочется начать свой рассказ. В стадии зрелости "зрелого возраста" (терпеть не могу слова "старость"!) иногда невольно перебираешь в памяти оставшихся друзей-приятелей. С кем-то из них общаешься, а с кем-то, бывает, пересекаешься с фразами "Как здоровье?", выслушиваешь полный набор приобретённых болячек, и - всё общение заключается в этом.
С Андреичем общаюсь не совсем регулярно, но всё же обмениваемся с ним информацией по техническим и технологическим новинкам. Так он всерьёз комментировал мою вышеназванную статью, показывал её своим друзьям, описывал их реакцию на статью. Одним словом - всё, как всегда. Но в начале этого года от Андреича косяком пошли сообщения, что некие "ребятишки" Ставрополья взялись за реализацию идеи ветротурбины "по-Шухову". Андреич передал им все мои наброски с картинками и текстами, ссылки на мои материалы в Интернете. Мне же сообщил, что будет отслеживать этапы разработки ветротурбины "ребятишками".
И тут намедни сбросил фото- и видеоматериалы, которые доставили лично мне несколько радостно-сладостных минут. Тот, кто когда-либо занимался изобретательством, знает, о чём я говорю, понимает моё состояние. Было, было время, когда я с группой студентов и аспирантов местного технического университета атаковал известные фонды (например, федеральный Фонд содействия малому бизнесу в сфере научно-технического развития - он же "Фонд Бортника") с просьбой дать полтора миллиона рублей на создание хотя бы действующего макета ветротурбины "по-Шухову". Но следовал отказ за отказом.
Однако, в России хорошие идеи не пропадают даром. Так в названной статье я показал, что наработки гениального русского инженера ШУХОВА Владимира Григорьевича в части гиперболоидных конструкций, ещё только ждут своего часа. Ведь сам Шухов называл свои наработки "исследованиями", не иначе, результаты которых могут быть использованы в самых неожиданных случаях, ситуациях, вариантах их применения. Показал на примере разработки ветротурбины вертикального типа гиперболоидной формы сотрудниками ОКБ "Атом" (Москва). Первые работающие конструкции ветротурбин они смогли продемонстрировать даже на выставках, и даже - на зарубежной, в Баку.
Именно с расположением турбин гиперболоидной конструкции в пространстве у меня зародились смутные сомнения. Скажем, понятно, что в потоке водной среды, турбина может быть расположена вертикально, горизонтально или наклонно. В любом положении будет работать, поскольку плотность водной среды на три порядка больше плотности того же атмосферного воздуха. Поэтому воздушная/ветровая турбина гиперболоидного типа могла быть - по-моему, - только вертикальной. Но умельцы из "ребятишек" Ставрополья опрокинули мои умозрительные выводы и убеждения. Кстати, вот фото одного из умельцев:
Фото других умельцев Андреич обещал прислать.
А вот ветротурбина "по-Шухову" в их исполнении. Как видим, расположена на крыше подсобного сооружения жилого дома. Расположена ГОРИЗОНТАЛЬНО! - чему я поверил с трудом, через внутреннее усилие. Так это было неожиданно.
Ветротурбина с ближнего ракурса.
И в этом горизонтальном расположении ветротурбина работает!
Короткий видеоролик работающей турбины смотри по ссылке:
Комментарии
А чем гениальность с первого взгляда не понятно...
Еще бы узнать каков гешефт от использования данного "чуда"...
В начале данной статьи имеется ссылка на предыдущую статью "Анемофикация: конец и вновь начало?". И в самом начале той статьи имеется "кино", где говорится о "гешефте". Посмотрите, пожалуйста.
На фото ветротурбины отсутствует механизм передачи энергии к генератору. Похоже это просто крутилка.
Не поленитесь, увеличьте фото и ещё раз посмотрите вал. На нём имеется звёздочка под цепную передачу. Просто работа ещё не закончена.
Доброго дня, уважаемый Анкудиновский!
Давно Вас не было слышно...
Прочитал статью... Действительно, ранее казалось, что подобного рода конструкции работают исключительно вертикально!
Век живи - век учись!
А какая ей разница-то вертикально или горизонтально? ей надо, чтоб поток был. другое дело, что при вертикальной расположении ей все равно, с какой стороны ветер дует, эффективность от направления ветра не зависит (он все равно только вдоль земли дует), а при горизонтальном- "КПД" турбины будет зависеть от направления ветра.
Спасибо за разъяснение.
Согласен. Существует понятие "роза ветров". Если ветротурбину в горизонтальном исполнении поставить с учётом "розы ветров", то заметно упрощается механизм поворота по сравнению, скажем, с обычным крыльчатым ветряком. Будут не просто поворачивать, а - будут доворачивать до нужного угла.
А если вертикально- то вообще никакого механизма поворота не нужно. -1 сложный узел = +1 к эффективности.
Вот и я так считал. А ребятки переиграли, чему я очень рад. Поскольку появляется многовариантность использования ветротурбины.
Мне вот интересно стало: а будет ли работать крыльчатая конструкция, если её поставить вертикально, буквально - "на попа"?
Не понятно о чем статья????
А мне не совсем понятно - как Вам ответить?...
Если это пиар, так дайте техническую информацию и характеристики, стоимость изготовления и выхлоп хотя бы.
Малоинформативно в текущем виде.
Алекс, преимущества конструкций "по Шухову" в том что его вышки что под водокачки что под ЛЭП, радиовышки очень надёжны при штормовых и ураганных ветрах. Главная проблема ветряков - аварии как раз в такие погоды, даже если зафлюгировано всё. Также есть возможность поворотом относительно друг друга кругов менять угол атаки лопастей.
В целом это задача обратная тангенциальному вентилятору. Будет проигрыш в удельной мощности на массу конструкции но возможно выигрыш в более длительной эксплуатации без ремонта в случае магнитных подшипников.
Вертикальный опирается на дорогой погон как погон башни танка, но с встроенными магнитами, горазонтальный придётся поворачивать но он имеет две оси и конструкция более прочная.
Аэродинамически один из вариантов так выглядит:
визуализация по-видимому частичками на поверхности жидкости:
https://www.scat-technology.ru/article/vozduhopotok-v-ventilyatore/
Плюсы и минусы всё те же:компактная конструкция, выше шум.
Из того что на фото можно сказать что вынести повыше эффективность вырастет ввиду большего потока воздуха в разы. У земли она мизерная. \Или скажем на 3 этаж промздания, где и так шума много а вокруг нет жилых районов, на возвышенности. Полезно будет ставить направляющие.
Вот пример ТЫСЯЧАМИ ЛЕТ с ремонтом работающих ветряков в Иране:
Абсолютно верно подмечено! Скажу больше: в 10...12 км от моего дома располагались опоры под ЛЭП, сконструированные самим Шуховым, высотой более 100 метров. Дважды мимо проходил вихревой ураган вдоль Оки - 1974 и 1984 годы, - но башни даже не шелохнулись. Хотя в Ивановской области в 1974 году наблюдал скрюченные и скрученные свечками опоры ЛЭП тем же ураганом.
Сейчас осталась одна башня, другую - свалили сборщики/крадуны металлолома.
Тут вариантов много и будет из чего выбирать.
Не соглашусь. Шума - в особенности, низкочастотных звуковых колебаний, чего живая Природа попросту не выносит, - у гиперболоидных турбин нет, от слова "совсем". Уже проверено ребятками из ОКБ "Атом" (Москва).
Слегка дополню про ураган 1974 года.
Ниже по течению Оки до урагана успели построить портовый причал для приёма крупногабаритных металлоконструкций в ходе строительства нового мощного химкомбината. Так вот, штормовой вихрь на несколько секунд выскочил на причал, подхватил как игрушку козловый кран массой 240 тонн (!!), и сбросил кран на середину Оки. А дойдя до Горького (Нижнего Новгорода), вихрь стремительно поднялся на высокий правый берег и полностью разметал Дворец спорта "Торпедо" - остались только бетонные строения. Тогда ураган много бед натворил. Хотя башни Шухова остались целёхонькими...
Практика есть? Или только чужие картинки? Кстати, по секрету, картинка с жидкостью не подойдет, по одной простой причине: задачу надо решать в 3д, а не в 2д плоскости. Решения у вас к сожалению нет(
Решения к продаже или решение к разработке?
Да, частично, в какой-то степени, - пиар. Ссылку на данную статью я вышлю на десяток-другой адресов. Авось, ребятишкам помогут...
Когда перечисленное Вами появится, то отсылать эти материалы будут явно не в АШ. Это же конкретика. Пока её очень мало...
Согласен. Но что есть, то - есть...
Я имел уже на АШ общение - с москвичами смысла нет - точно кинут, как и израильтяне. Цель максимально узнать и выкатить проект под финансирование испольуя свои каналы, получив деньги благополучно сделать красивый отчёт и дав 1-4% денег кому-либо что-то показать. Ни на что иное они не способны.
C червями что делать-то?
Ну, тут остаётся выбирать: черви или благополучие человека. В конце концов, и человек когда-то становится червём...
Работать и крутится, это две большие разницы.
Однако, без второго не бывает первого. Не крутится, - значит, и работать не будет...
Я это. Встал на диван, откинул крышку внутреннего блока кондиционирования домашней сплит системы, и, о боже -увидел там горизонтально расположенный ротор. Того же принципа и механического смысла. Конструкция понятная. Вопрос только в площади лопастей и геометрии.
Вот именно - в геометрии. Не хочется навязываться Вам, досточтимый AUstas
, но советовал бы Вам прочитать статью "Анемофикация: конец и вновь начало?" Там как раз много рассуждений о геометрии.
Я вам привел пример промышленного образца массового применения. Вы мне что объяснить хотите, досточтимый Анкудиновский? Статью бегло просмотрел. Как происходит отбор мощности? Чем компенсируется изменение момента при постоянной частоте вращения? Как дела с динамичностью ветрового воздействия? Диапазон работ по скоростям ветра какой? Как оно себя ведет при разных температурах и соответственно плотностях воздушной среды?
Мне в ответ остаётся процитировать себя, любимого, из статьи "Анемофикация: конец и вновь начало?":
В 1927 году САБИНИН Григорий Харлампиевич разработал собственную теорию идеального ветряка. В ней он пытался опереться на так называемую присоединённую массу воздуха. Вот рисунок из его книги:
Но именно за это его теория была подвергнута жесточайшей критике, сама теория была признана ошибочной. Но в нашем случае, с учётом геометрии гиперболоидной конструкции, предложение Сабинина Г.Х имеет право на жизнь.
На другое множество вопросов - не только Ваших, - ответить можно только на основе полученных опытных данных. Но до этого надо ещё дожить...
За ответ спасибо.
Мои технические знания позволяют мне сделать следующий вывод:
Масса воздуха, при отсутствии внешних воздействий (тепмература, давление), всегда остается неизменной. Куда ее и кто присоединяет - интересный вопрос. Если считать эту теорию рабочей -тогда на крылья самолета так же негативно воздействует "присоединенная масса воздуха". Хотя на практике такого нет. Поэтому давайте договоримся: какая бы геометрия конструкции не была (ложбинки, карманы и прочее) - оно никаким образом не влияет на массу конструкции: что с воздухом, что без воздуха. Весы вам в помощь.
Внешнее воздействие для вас - активное давление, но не масса. Постоянная частота вращения у конструкции получается как раз за счет геометрических особенностей: внутри элемента объем воздуха всегда один, и "выходит" он всегда с одинаковой скоростью, а вот "входит" с разной. За счет этого у системы может меняться отбираемый на валу момент вращения (при разных скоростях ветрового воздействия-разные моменты) но при этом система склонна к саморегулированию частоты вращения за счет постоянного внутреннего объем.
По компенсации изменяемого момента вы мне не ответили, но сдается мне, что в помощь вам нужен между турбиной и генератором маховик с "мягкой" сцепкой. Раскрутилась турбина, раскрутили маховик, передали момент на генератор. Момента в турбине стало больше-передали маховику, момента меньше - не мешаем маховику. Только предполагаю что решение ваше киловатное-не больше. И % 10-20 будет уходить на самообеспечение. При КИУМ нынешних ВЭС до 60% - идеальный выход у вашей системы 40-50%.
В свою очередь, хочу поблагодарить Вас за въедливые вопросы. Это - дорогого стоит. Не первый год на ресурсе АШ.
А Вы уверены, что присоединённая масса обязательно должна намертво сцепляться с конструкцией или её отдельными деталями? Сцепляться так, что весы должны это показать. Из опыта с работающими модельками знаю, что объём воздуха, заключённый внутри гиперболоидной конструкции (даже не про лопасти речь), по отношению к внешнему воздуху вращается. У меня не было приборов, с помощью которых можно было определить разность угловых скоростей конструкции и внутреннего объёма воздуха, а она обязательно должна быть. Но то, что имеется связь между работающей конструкцией и вращающимся объёмом воздуха, которая приводит к обмену моментами инерции, - вещь очевидная. В чём заключается эта связь, я объяснить не берусь. Тут нужна помощь специалиста в аэродинамике.
Абсолютно согласен.
Ну это достаточно близко соприкасается с теорией Сабинина Г.Х. Разница лишь в том, что у Сабинина эти процессы идут уже достаточно далеко за ветроколесом, за диском колеса, за что его так нещадно критиковали. В нашем случае, всё происходит несколько иначе. Процессы идут практически внутри объёма конструкции, а не за её пределами.
До этого, конечно, ещё далеко. Но компенсацией изменяемого момента заниматься безусловно придётся. Тут я соглашаюсь с Вами. Вот рисунок проработки:
Я тогда не счёл нужным делать муфту сцепления "мягкой". Масса ротора не так велика, и даже сопоставима с массой ротора генератора постоянного тока с небольшим разбросом. То есть, ротор генератора становится маховиком всего механизма. А так - да, - надо подумать.
Дело не в массе, а в моменте. Без крутящего момента все пустое. Момент берется из внешнего давления-это аксиома. Значит цель-отбирать момент! Я бы рассмотрел две вещи:
1. Внутри лопаток вращения хладагент-это позволит "уплотнять" воздух, а тепло отбирать на собственные нужды турбины. Вернее сказать-создать и контролировать разницу температуры на внешней и на внутренней стороне поверхности вращения лопаток
2. Изменяемая геометрия-это даст возможность при разной частоте вращения контролировать момент за счет регулирования объема воздуха.
Дело не в массе, а в моменте. Без крутящего момента все пустое. Момент берется из внешнего давления-это аксиома. Значит цель-отбирать момент! Я бы рассмотрел две вещи:
1. Внутри лопаток вращения хладагент-это позволит "уплотнять" воздух, а тепло отбирать на собственные нужды турбины. Вернее сказать-создать и контролировать разницу температуры на внешней и на внутренней стороне поверхности вращения лопаток
2. Изменяемая геометрия-это даст возможность при разной частоте вращения контролировать момент за счет регулирования объема воздуха.
Единственное, где это энергетически оправданно, это в ветровых зауженных местах - ветровых коридорах, где ветер стабильно дует все 100% времени, например между ущельями гор, между близко расположенными холмами, в ущельях и т.д.
Там где потребление небольшое, а линии передач вести дороже чем эта турбина, .
Да, Вы правы. Турбина горизонтального исполнения имеет ограниченный характер применения. И всё же позволит серьёзно расширить многовариантность её использования. Чуть выше, отвечая Мамомоту, я уже сказал, что было бы интересно глянуть на обычный крыльчатый ветряк в вертикальном положении его оси - будет работать или нет?
Судя по сообщениям от ребят ОКБ "Атом" (Москва), военные уже проявили интерес как раз в плане "потребление небольшое, а линии передач вести дороже чем эта турбина". У них таких гарнизонов, в частности, на Севере, - хватает.
При расположении "на боку" она будет крутиться от любого ветра как и при вертикальном расположении, но, имхо, от соосного съём будет меньше (для вертикального расположения соосного ветра почти нет но выше нагрузка на ось), хотя, возможно, это можно решить уменьшением сечения просвета "талии".
Не заметил на фото какой-либо передачи вращения - установка не завершена?
Согласен с Вами. Но надо учитывать "заграждающие" моменты: ветротурбина должна иметь опоры, которые явно уменьшают площади сечений поступления ветрового потока. Причём, чем больше угол входа ветрового потока от основной линии, перпендикулярной осевой плоскости турбины, тем меньше эффективность съёма ветровой энергии.
Замечательно! Вы сами пришли к такому выводу. Ведь контакт ветрового потока с кромками лопастного аппарата идёт по ОЧЕРКОВОЙ линии гиперболоида. И чем длиннее эта очерковая линия, тем выше эффективность съёма энергии ветрового потока.
Да, работа ещё не закончена. При увеличении снимка можно разглядеть звёздочку цепной передачи на оси турбины. Я так понял, что с помощью цепной передачи, ребятишки попытаются снимать крутящий момент с вала для приведения в действие генератора тока. Сейчас для них это наиболее простое и технически исполнимое решение.
Спасибо.