Vattenhjul med stängda skovlar

Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav henik 21 okt 2008 16:51

Hej, har funderat på skovlar till ett överfallshjul och halkade efter ett tag in på idén att ha helt stängda skovlar/hinkar.
Jag menar så här: om man tänker ett vanligt vattenhjul men med hel utsida, dvs det bildas stängda rum. Placera detta i en "snusdosa" och ha ett hål i sidan upptill för att fylla hålrummen, samt ett hål i sidan nedtill för att släppa ut vattnet.
Tanken är att utnyttja vattnets tyngd helt och hållet istf för endast delvis som i ett vanligt hjul.
Troligen bör man luta skovlarna så att tömningen gör tillräckligt fort.
Någon spontan reaktion på att detta kan vara något?
Man kan ju iofs börja fundera på om det inte börjar likna en turbin speciellt om man har ett rör med tryck på inloppssidan och ett sugrör på utsidan. Om det skulle funka kan man ju också ha ett mindre hjul och få ut ett högre varvtal.
henik
 
Inlägg: 19
Blev medlem: 21 okt 2008 16:27

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav TimPellet 21 okt 2008 19:14

Det är en intressant ide men med rätt volym och form på facken tror jag att den förlusten du är ute efter att reducera redan är väldigt väldigt liten.

Det är ju inte precis så att vattnet börjar rinna över kanterna när hjulet har kommit halvvägs, vattnet börjar ju rinna ut aldeles botten av sin bana. Jag är övertygad om att du oavset förändring av den här typen är ute och letar efter de sista enstaka procenten (vilket i och för sig inte är en dålig sak att jag om man tycker det är kul :D (se på H-rotorn :oops: )).

Dessutom blir det ju en mer komplicerad konstruktion, jag valde överfallshjulet för jag kände att ett bröstfallshjul skulle bli för svårt att få till med bra precission. Jag är inte als med på hur du skulle göra det undre hålet för att allt vatten skall rinna ut just när vi är i bottenläget utan att något följer med uppåt en bit. Men skall man ändå överväga svåra saker kanske man kunde tänka sig någon mekanisk lösning som öppnad luckor eller pressade ut vatten eller så?

Tim
TimPellet
 
Inlägg: 92
Blev medlem: 21 apr 2008 15:28

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav Göran 21 okt 2008 19:27

Överfallshjul har redan så hög verkningsgrad så jag tycker inte heller att det är någon mening att jaga de sista procenten, om de nu kan fångas. Nu är det ju inte alltid det som är det viktigaste, man måste ju få experimentera, för det ska ju vara roligt också. :wink:
Användarvisningsbild
Göran
 
Inlägg: 4426
Blev medlem: 24 mar 2007 16:45
Ort: Vilhelmina

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav henik 22 okt 2008 09:33

Tack, ni har nog rätt, det ger inte så mycket mer. Fast med tryckhöjd och sugrör gör det nog det, men då kanske det är en dålig turbin :) .
Försöker hitta något man kan bygga själv, som är mindre än fallhöjden, men samtidigt utnyttjar fallhöjden. Jag inser att det låter som en turbin, men ett vattenhjul känns mer hanterbart som självbygge.
henik
 
Inlägg: 19
Blev medlem: 21 okt 2008 16:27

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav henik 22 okt 2008 09:35

Göran skrev:Nu är det ju inte alltid det som är det viktigaste, man måste ju få experimentera, för det ska ju vara roligt också. :wink:

Som någon skrev i värmepumpsforum: "Om man genomför alla sina idéer, har man för få idéer".
henik
 
Inlägg: 19
Blev medlem: 21 okt 2008 16:27

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav Göran 22 okt 2008 11:43

Bröstfallshjul fungerar i princip som överfallshjul, men även "moderna" underfallshjul utnyttjar fallhöjden, det är en förutsättning för att nå över 30% verkningsgrad.

(moderna vattenhjul = konstruerade år 1824, eller senare)
(supermoderna turbiner = Franscis 1849, Pelton 1870-tal o.s.v.)
:P
Användarvisningsbild
Göran
 
Inlägg: 4426
Blev medlem: 24 mar 2007 16:45
Ort: Vilhelmina

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav henik 25 okt 2008 11:13

Fast t ex bröstfallhjuls verkningsgrad är väl bara på den totala fallhöjden, alltså halva diametern. Ett överfallshjul är effektivt och utnyttjar hela hjuletes diameter. Jag har bra fallhöjd så överfallshjul eller turbin är vettigast.
Senast redigerad av henik 26 okt 2008 12:49, redigerad totalt 1 gång.
henik
 
Inlägg: 19
Blev medlem: 21 okt 2008 16:27

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav Göran 25 okt 2008 17:13

Nja... Verkningsgrad är hur bra man lyckas utnyttja fallhöjden. Även om överfallshjulet är det effektivaste hjulet så går det att uppnå nästan samma verkningsgrad med ett bröstfallshjul, uppemot 90%.
Användarvisningsbild
Göran
 
Inlägg: 4426
Blev medlem: 24 mar 2007 16:45
Ort: Vilhelmina

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav henik 26 okt 2008 12:48

Jag kanske uttryckte mig oklart: om fallhöjden är 1 meter måste väl ett bröstfallshjul ha en diameter på 2m medan ett överfallshjul kan vara 1m i diameter. Om det stämmer så blir det ju mindre bygge med ett överfallshjul i förhållande till ett bröstfallshjul.
henik
 
Inlägg: 19
Blev medlem: 21 okt 2008 16:27

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav Göran 26 okt 2008 12:59

Ja, då förstår jag och visst blir bygget mindre. För att hindra vattnet från att rinna ut ur skovlarna brukar man ibland sätta ett "stänkskydd" över hjulet.

Om man tänker sig att vattnet rinner in från vänster, klockan 12 på hjulet, då kan man sätta "stänkskyddet" mellan klockan tre till halv sex och så nära skovlarna (cellerna) som möjligt. Gör man så har vattnet ingen chans att tippas ur skovlarna för tidigt.
Användarvisningsbild
Göran
 
Inlägg: 4426
Blev medlem: 24 mar 2007 16:45
Ort: Vilhelmina

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav henik 26 okt 2008 13:17

Det var lite så jag tänkte med mina stängda skovlar, fast att stänkskyddet skulle åka med hjulet. Det som är yttersida kl 2 blir nersida kl 4 så att tyngden utnyttjas så länge som möjligt. Då återstår bara hål i sidan av stänkskyddet för att ta in/ut vatten.
Och sen drog hjärnan iväg och började tänka vattenpelare ovanför intaget och sugrör efter utsläppet ...
Relaterat: om man har vattenpelare ovanför hjulet, ger det någon extra effekt? Om vattnet har samma hastighet före och efter hjulet har man väl bara använt lägesenergiförändringen, dvs att hjulet pressade skovlarna nedåt? Och då har inte pelaren gjort någon nytta. Trycket på skovlarna måste väl sänkas till utloppet för att pelaren ska ge effekt? Ett vidgande sugrör ger kanske det, men känns inte tillräckligt.
Kan det vara vettigt att betrakta turbinen som ett vattenbroms: målet är att maximera genomströmningen samtidigt som man minimerar utloppstrycket?
henik
 
Inlägg: 19
Blev medlem: 21 okt 2008 16:27

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav kvarnis1 26 okt 2008 16:16

Henik,
Inte för att vara negativ, men:
När man tittar framåt och kommer med nya ideér ska man samtidigt också titta bakåt. Vattenhjul har funnits under en mycket lång tid och många teorier har testats och förkastats genom århundraden. De vattenhjul som finns idag har en mycket hög verkningsgrad, detsamma gäller vattenturbiner. Som hemmapulare är det mycket svårt att ytterligare förbättra redan existerande konstruktioner. Varför uppfinna hjulet på nytt?
Francis, Pelton och Kaplanturbiner har funnits sedan 1848, 1879 och 1913. Om det funnits bättre lösningar hade dessa konkurrerats ut för länge sedan.
För mindre anläggningar där de sista tiondelarna procent verkningsgrad som går att krama ut inte står i proportion till arbetet och kostnaden handlar det mer om att bygga så enkelt och driftsäkert som möjligt.

I Tyskland byggs det mycket vattenhjul med verkningsgrader runt 80%, t.ex. "Turas Wasserräder".
http://www.ib-sendl.de/Einleger/Wasserkraft.pdf
http://www.bega-wasserkraft.de/Fertigung/fertigung.html

Mitt tips är att försöka hitta en beprövad konstruktion för ett överfallshjul och testa den! Problematiken med alla vattenhjul är ju den låga hastigheten, så den stora utmaningen är att få en effektiv och driftsäker växellåda/generator. Lycka till med projektet!

/Ola
Verktyg & Maskiner till lågpris: http://shop.otdtools.se
Vattenkraftsida: http://www.svensk-vattenkraft.com
Användarvisningsbild
kvarnis1
 
Inlägg: 49
Blev medlem: 25 aug 2008 18:26
Ort: Vimmerby

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav henik 26 okt 2008 17:13

Jag tror inte att jag kan bygga något bättre än sånt som redan finns. Problemet är att det är svårt att hitta små turbiner. Finns massa Pelton men små Francis eller Kaplan är ovanliga. Om jag kan bygga något som är ganska bra och som utnyttjar mer höjd än hjulets storlek, dvs använder tryckpelare och sughöjd, vore det perfekt.
Jag har en "stor" Francis, dvs den kräver ca 300 l/s för att ge låg effekt och vill helst ha 600-700 l/s för att gå bra. Då ger den uppåt 18 kW vilket förstås är mindre än vad en ny Kaplan skulle ge, men ändå respektabelt. Turbinen och trycksumpen är väldigt gammal, minst från 1924 men troligen äldre. Jag har 6-6,5 meters total fallhöjd.
Problemet är att jag behöver en liten turbin som funkar då jag har ont om vatten. Vid 100 l/s finns det teoretiskt knappt 6 kW, fick jag ut 3 skulle jag vara nöjd.
Jag har kollat på de tyska moderna hjulen men förstår inte i detalj hur de funkar.
Antingen bygger jag ett hjul för att det är roligt, med växel och troligen en WindBlue-generator (http://www.windbluepower.com/) eller så försöker jag tillverka en turbin. Eller så satsar jag "galet" och köper en turbin från Kina - är just nu aningen avskräckt med tanke på Görans erfarenheter samt svårigheten att få hårda data från tillverkarna.
henik
 
Inlägg: 19
Blev medlem: 21 okt 2008 16:27

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav Göran 26 okt 2008 18:13

Låt dig inte avskräckas av min kinaimport. Får du dessutom generatorn med flygfrakt kommer det som vilket paket som helst med posten.

Att öka fallhöjden genom att skapa en vattenpelare låter mysko. Vore det så enkelt hade perpetuum mobile varit ett faktum. Den extra effekt du vinner genom att öka fallhöjden med hjälp av vattenpelare, försvinner när vattnet pumpas upp. För att inte förlora effekt på något sådant krävs att pumpen har en verkningsgrad på 100% och sådana pumpar finns inte.
Det finns vattenhjul med en pvc-slang lindad runt hjulet (används för bevattning i vissa länder) och som pumpar upp vatten till skaplig höjd, men det betyder inte att man kan trolla fram mer energi genom att göra så, eller att låta vattnet falla tillbaka genom en turbin. Oavsett vilken teknik man använder kommer det att kvävas mer energi för att lyfta vattnet än den energi som sedan kan utvinnas när det faller tillbaka.

kvarnis är generalexpert på vattenkraft, så något ytterligare utöver vad han redan sagt, har jag inte att tillföra. :wink:
Användarvisningsbild
Göran
 
Inlägg: 4426
Blev medlem: 24 mar 2007 16:45
Ort: Vilhelmina

Re: Vattenhjul med stängda skovlar

Inläggav henik 26 okt 2008 18:36

Jag uttrycker mig nog inte så tydligt. Jag menar att om jag har 6 meters fallhöjd så blir det jobbigt att bygga ett hjul med 6 meters diameter. Vill alltså ha ett mindre hjul med rör ned till hjulet. Vattnet i röret blir vattenpelaren. Visst, det är en turbin.
Den variant som jag eventuellt klarar att bygga själv är en banki/crossflow. Matematiken är tolererbar, och man kan hitta ritningar på nätet.
"Gör-det-själv för tredje världen": http://www.cd3wd.com/CD3WD_40/VITA/BANK ... NKITUR.HTM
Matematik och förklaring: http://home.carolina.rr.com/unclejoe/banki_scan.pdf
Förklaringen till förklaringen: http://home.carolina.rr.com/unclejoe/
Det verkar ganska svårt men konstruktionen känns ändå ganska begriplig. Har dock ingen riktig känsla för hur vattnets impuls och tyngd samverkar mot turbinbladen.
Misstänker att om jag bygger något blir det först experiment i liten skala. Vattenlek alltså.
henik
 
Inlägg: 19
Blev medlem: 21 okt 2008 16:27

Nästa

Återgå till Vattenkraft

Vilka är online

Användare som besöker denna kategori: Inga registrerade användare och 1 gäst

cron