17.08.2008

Прилетела муза и вдохновила на продолжение работ.



На видео заметно, что пар от увлажнителя всасывается по направлению к центру турбины, несмотря на то, что основная масса воздуха от концов лопастей идет назад. Это следствие ограниченного пространства комнаты - возникает тороидальный вихрь из за которого турбина может работать не эффективно.
Расчеты были такие:
Дрель - (в режиме пониженных оборотов) - 1200 об\мин = 20 об\сек.
Самодельный ременный редуктор 1:4 дает на выходе максимум 5 об\сек и тем самым разгружает дрель.
Гонял сегодня ее на разных скоростях и нагрузках и измерял температуру корпуса и контролировал органолептические факторы (вонизм) и периодически охлаждал ее. Все нормально - не воняет если не тормозить нагрузкой в 32 палки.То есть убрал все палки кроме 4х (две лопасти) и перестало вонять.
При обычной работе дрели (на максимальных оборотах, при любом положении внутреннего редуктора 1200 или 3000 об\мин) из нее очень сильно дует очень горячий воздух (и кстати шум 90% от него). И это нормально, то есть мотор так спроектирован, чтобы быть легким, но зато сильно обдуваться внутренним вентилятором. Поэтому любое замедление оборотов дрели нагрузкой приводит к перегреву ротора ибо тепло не отводится от него. Таким образом вонь шла только если турбина крутилась долго на минимальных оборотах 1-3 об\сек с большим количеством палок (большим моментом).
Сегодня гонял ее с двумя лопастями и все ОК - тяга 3-4 Кг - легко, без малейшего запаха и перегрева.
Но из за неравномерности вращения (слишком сильно приходится натягивать ремень, чтобы не раскалялся малый шкив) главная ось (12 мм) обратимо изгибается и тахометр не может определить частоту вращения.
В таблицах видно, что если значения тяги набольших оборотах повторяются (то есть не растут) это значит наступает проскальзывание ремня и малый шкив раскаляется.
При испытаниях с 2мя и 4мя лопастями мотор больше не грелся до запаха ни разу.







ИТАК, УДАЛОСЬ ЗАВЕРШИТЬ ПЕРВУЮ СЕРИЮ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С ТУРБИНОЙ.



Натянул ролики до упора, пожертвовав показаниями тахометра. Проставил на ЛАТРе карандашом обороты на холостом ходу, то есть пока обошелся без точного измерения оборотов под нагрузкой и вот первый результат:
получил таблицы зависимости тяги от оборотов при разном шаге лопастей.
(пока только для двухлопастного винта)
Возможно тахометр покажет, что обороты не соответствуют при большом шаге, но сейчас главное скорее получить качественные результаты "живучести" конструкции.


По вертикали - шаг в градусах. По горизонтали - обороты в сек. Данные - тяга в Кг.



_1.0_ _1.2_ _1.4_ _1.6_ _1.8_ _2.0_ _2.2_ _3.0_ _4.0_ _5.0_
10 1 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 - -
20 1 1.5 2 3 4.5 4 4 5.5 - -
30 1.5 2 2.5 3 3 4 4.5 5.5 - -
40 1 1.5 2 2.2 3 3.5 3.5 4 5 -
60 1.5 1 1.5 2 2.5 3.5 3.5 4 3.5 -



Результаты

1. Максимальная тяга достигается уже при 3 об\сек в диапазоне 10-30 градусов.
Таким образом, выяснилось, что угол наклона лопастей (шаг) может быть неточным при таких низких оборотах.
2. Материя, закрепленная на лопасти, должна быть расположена со стороны мотора.
3. Простенькие скобки для крепежа материи, длиной 30 мм, сделанные из разрезанного гофрошланга диаметром 20 мм, ни разу не слетели при полной нагрузке. То есть удалось пока обойтись без сшивания материала.
4. Натяжение материи также не очень влияет. Практически она немного провисала после экспериментов, но принимала вогнутую форму при вращении и незаметно, чтобы это провисание сильно влияло на тягу.



18.08.2008




Вспомнил, что в штатах летающие тарелки чаще называют летающими сковородками. Пришлось cрочно использовать сковородку в качестве ступицы. Это дает более прочную фиксацию лопасти под нужным углом.




20.08.2008


Так как стенки сковородки наклонены и лопасти тоже наклонены (15 градусов от перпендикуляра к оси), то появились следующие результаты:

- на малых углах тяга возросла до 7 кг

- на больших углах тяга доходит до порога и не растет из за проскальзывания ремня при большом сопротивлении лопасти об воздух.



Лопасть задела за полку при 5 об\сек. То есть тяга была 7 кг и лопасть дотянулась до полки. Виден перелом у основания лопасти. В общем то ничего страшного не произошло.


21.08.2008









При установке еще двух лопастей, тяга в два раза не увеличилась, а возросла всего на 1-2 кг.,
Возможно это потому, что ременная передача проскальзывает на больших оборотах, несмотря на натяжку роликами. Ясно, что тоненький ремень от стиральной машины и не может обеспечить достаточное трение в малом ролике при таких больших лопастях.
На этом с ремнем и шкивами прощаемся!
(Не хочется, как в станках ставить 4 ремня параллельно - слишком дорогие натяжные ролики и сложная конструкция.)
Осталось 7 альтернатив:
- Цепь со звездочками от велосипеда (наверное рублей 300-400, но трудно найти большую для редукции не меньше чем 1:4, а лучше 1:10 ).
- Шестерни от генератора автомобиля (250+350 руб. но вдруг они тоже шумят)
- Воздушные сопла на концах лопастей (нужна специальная втулка и компрессор (5000 руб.), который жутко шумит - 95 dba и неизвестно какая тяга будет из сопел.)
- Импеллеры на концах.
- Реактивные двигатели на сжиженном газе на концах.
- Электрореактивные двигатели на концах.
- Асинхронный двигатель (2.2 Квт - 4000 руб и регулятор к нему 20.000 руб.).



22.08.2008
Поразмыслив, решил, что возможно затянуть ремень еще сильнее и провести с контролем проскальзывания еще несколько валидных экспериментов со шкивами. Проскальзывание определяется по повторению данных и по нагреву малого шкива.
То есть если я вижу, что график тяги получается возрастающий, и ролик теплый а не горячий, значит сильного проскальзывания нет.

Итак, сегодня запланировано несколько экспериментов:

- Проверка различия в наклоне лопастей вперед и назад вдоль оси турбины ( +\- 15 градусов. (методом переворачивания сковородки)

- Сравнение 2х и 4х лопастных турбин.

- Близкое расположение лопастей. (проверка влияния коэффициента заполнения)


Жуткое, Убойное Видео. Уже не боюсь стоять рядом при тяге 6.5 Кг.




Эксперимент N 0 (незапланированный).


Вот что бывает, когда забываешь какой нибудь предмет у стены (в данном случае в турбину засосало запасную лопасть).
Две палки неисправимо погнуты, но зато они безопасные при аварии, дешевые и быстро заменяются.
(Что у меня только не засасывало, но все проходило безопасно из за малой массы и скорости лопастей.)

Эксперимент N 1. Проверяю различие в наклоне лопастей вперед и назад вдоль оси турбины,
методом переворачивания сковородки ( +\- 15 градусов.)


тут будет график.

Результат:

Если лопасти наклонены вперед, то тяга больше на 1-2 кг.


Эксперимент N 2. Cравнение 2х и 4х лопастной турбины.


тут будет график

Результат:

4 лопасти ("крест") тянут сильнее на 0.5-1.5 кг, чем 2 лопасти.


Эксперимент N 3. Лопасти установлены вплотную (с зазором 3-5 см по вертикали из за шага.)




тут будет график

Результат:

Тяга меньше на 1 кг по сравнению с "крестом". То есть очень похоже на 2 лопасти.
На 3х об\сек начинаются сильные колебания тяги 4-5 кг, не дающие увеличивать скорость вращения.
Может быть нужно скрепить концы соседних лопастей.

Эксперимент N 4. Лопасти установлены "через одну позицию"



тут будет график

Результат:

С зазором (шириной в лопасть) тяга почти такая же как у двухлопастного винта. Вредных колебаний нет.
Максимальная стабильная тяга 6.5 кг при 4 об\сек без перегрева мотора и ремня.








Hosted by uCoz