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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Turbina eolica fatta in casa. Ali della turbina eolica. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative Tutti gli articoli del progetto Impianto eolico autocostruito:
A seconda della disponibilità locale di un particolare materiale e delle capacità produttive, le ali delle turbine eoliche possono essere realizzate in legno, metallo o una combinazione di legno e metallo. Il legno viene preso asciutto, senza marcire. ali di legno. Le ali di una turbina eolica non dovrebbero cambiare forma nel tempo. Per rispettare questa condizione, è necessario adottare misure speciali quando si realizzano ali in legno. Il modo migliore è realizzare il pezzo grezzo per le ali da tre assi di spessore non superiore a 8 mm, lunghe 1 mm e larghe 650 mm. Le plance vengono accuratamente piallate e incollate con colla alla caseina. La colla alla caseina viene prodotta mescolando la ricotta essiccata (dal latte separato) con l'ammoniaca con una panna acida densa e aggiungendovi il 10% in volume di vetro liquido ai silicati (colla per ufficio). Senza tale additivo, la colla di caseina sarà troppo sensibile all'umidità. La colla alla caseina deve essere utilizzata entro e non oltre un'ora dalla diluizione. Ciascuna tavola da incollare viene rivestita rapidamente su entrambi i lati con colla alla caseina (usando un pennello), tutte e tre le tavole vengono poste una sopra l'altra e compresse con morsetti, morsa o cunei da falegname. Sotto la pressa le tavole incollate tra loro devono asciugarsi, operazione che richiede almeno un giorno. Successivamente, il pezzo grezzo dell'ala viene lavorato in base al profilo (indicato di seguito). Le ali possono essere realizzate anche da una tavola piena (basta tenere presente che le ali realizzate con una tavola piena possono deformarsi se il legno del pezzo non è liscio e ben essiccato). Per fare questo, prendi un blocco di legno liscio, non attorcigliato, senza marciumi o nodi, e spaccalo lungo il tronco (allo stesso modo in cui si spaccano le assi di scandole per un tetto), ottenendo così assi triangolari strette (Fig. 4, a). Di queste tavole se ne seleziona una che sia la più piana, dalla quale si può tagliare una tavola lunga 1 mm e larga 650 mm con uno spessore di 120 mm al centro. Se lo spessore del ponte è inferiore a 20 mm, è necessario tagliare una tavola dalla sua parte centrale (Fig. 300). Quando si sceglie una tavola è necessario assicurarsi che il legno sia a grana fine e che i nodi non abbiano un diametro superiore a 4,6 mm. Segnare poi il profilo delle ali, che in Fig. 4,c sono rappresentate lungo il tratto II, ad una distanza di 120 mm dal centro della boccola, e lungo il tratto I - per l'estremità dell'anta. Va ricordato che le linee tratteggiate nel disegno sono mostrate per un profilo di rotazione destrorso. Ciò significa che se guardi le ali dal vento, ruoteranno nella stessa direzione della lancetta delle ore. Questa ala è progettata per il generatore GAU-4101. Per il generatore GAU-4684, è necessario realizzare un'ala di rotazione sinistra, in cui la parte anteriore spessa del profilo deve essere ruotata nella direzione opposta rispetto a quella in Fig. 4. Per elaborare correttamente l'ala, tra le sezioni I e II, è necessario prima utilizzare un righello e una matita per tracciare delle linee dai punti principali del profilo finale ai punti corrispondenti del profilo interno. Il righello deve essere lungo almeno 800 mm e avere una sezione quadrata o triangolare con un lato di almeno 20 mm.
La marcatura viene eseguita in questo modo. Innanzitutto, adagiare l'ala grezza con il lato che sarà rivolto verso il vento durante il funzionamento. Successivamente, sulla parte posteriore (sottile), segnare un punto a una distanza di 6 mm dalla linea di fondo nella sezione estrema I. Inoltre, nella sezione II della manica, segnare un punto a una distanza di 16 mm dal fondo linea. Questi punti sono collegati all'angolo sinistro del profilo. Successivamente questo lato piatto viene lavorato, rimuovendo il materiale in eccesso con uno scalpello, una pialla o semplicemente un coltello affilato in modo che il profilo dell'ala assuma l'aspetto in sezione trasversale mostrato in Fig. 4 linee spesse (il restante legno intatto è ombreggiato). Tutti i profili intermedi tra i due principali I e II vengono controllati utilizzando un righello, applicandolo lungo l'ala o sul bordo spesso anteriore del profilo, poi sul bordo sottile posteriore e sui singoli punti posti alla stessa distanza l'uno dall'altro, ad esempio dividendo i profili in 4 parti ciascuna nel senso della lunghezza, come indicato dai numeri 1, 2, 3, 4, 5 e 6 sui profili I e II, e collegando gli stessi numeri con delle linee. Il righello, collegando punti identici, deve toccare la superficie dell'ala finita con tutto il suo bordo, Il bordo d'attacco sul lato convesso dell'ala viene trattato allo stesso modo. L'arrotondamento viene effettuato “a occhio” e regolato a circa 1/4 della lunghezza del profilo (la lunghezza del profilo è la larghezza dell'ala). La superficie delle ali deve essere trattata in modo pulito con carta vetrata o con un bordo affilato di vetro. Più l'ala è liscia, maggiore è la potenza fornita dal motore eolico. Per ridurre gli effetti dannosi dell'umidità atmosferica, l'ala deve essere accuratamente verniciata. Non dovrebbe essere innescato, poiché il primer cadrà durante il funzionamento. Le migliori vernici per le ali sono gli smalti e le vernici alla nitro. I colori ad olio riducono la resistenza del legno e pertanto non devono essere utilizzati per dipingere le ali. È necessario dipingere almeno due strati e il secondo strato viene applicato solo dopo che il primo si è completamente asciugato L'estremità dell'ala durante il funzionamento sviluppa un'elevata velocità periferica (fino a 200 km/h), per cui la vernice sulla parte anteriore dell'ala può essere staccata dalla grandine, dalla neve, ecc. Per evitare ciò è opportuno inchiodato alla parte anteriore dell'ala, come mostrato in Fig. 1, una piastra larga 50-60 mm, ricavata dalla lamiera più sottile che si può ottenere, ad esempio, dai tubi isolanti che servono per i cavi elettrici. Una lastra di stagno non può essere inchiodata perché non la reggono. Dovrebbe essere fissato con fermagli metallici con un diametro di 0,4-0,5 mm (gli stessi dei quaderni), inserendoli nei fori praticati e piegando le loro estremità nella direzione del movimento dell'ala. Quattro o cinque di queste graffette sono posizionate ad uguale distanza l'una dall'altra. Le estremità della piastra devono essere piegate all'ala in modo che non rimangano indietro rispetto al suo piano nemmeno di 0,5 mm, poiché per questo motivo la sua potenza può diminuire del 30-50%. Al centro delle ali è necessario praticare un foro corrispondente per l'albero del generatore. Le ali sono fissate alla parte 4 (Fig. 2 e 8) con due bulloni con un diametro della filettatura di 10 mm. Sotto i dadi devono essere posizionate delle rondelle quadrate di stagno; un'estremità della rondella è piegata sulla parte 4 e l'altra sul dado per eliminare l'autosvitamento dei dadi durante il funzionamento del motore. Il foro centrale sulla parte 4 e sulla parte 67 (Fig. 5) è mostrato per il caso di fissaggio delle ali all'albero di un generatore di tipo GBT, e quindi è realizzato su un cono. Quando si montano le ali sull'albero del generatore GAU-4101, il foro viene praticato attraverso un foro cilindrico lungo il diametro del suo albero. ali di metallo. Le ali in legno sono più facili da realizzare rispetto a quelle in metallo, ma possono facilmente perdere la forma data loro all'inizio, per cui la turbina eolica potrebbe non produrre più la velocità e la potenza richieste. Le ali metalliche sono esenti da questo inconveniente (Fig. 5).
Il corpo dell'ala metallica è realizzato in lamiera d'acciaio dolce con uno spessore di 2,0-2,5 mm. È anche possibile utilizzare lamiera d'acciaio con uno spessore da 1,3 a 1,5 mm, ma poi è necessario rinforzare la parte larga dell'ala rivettandola con 15-20 rivetti una piastra d'acciaio (lungo la larghezza dell'ala) 1,5 mm di spessore e 100-150 di lunghezza mm. La lunghezza della parte larga dell'ala metallica è di 650 mm, la larghezza nella sezione II è di 70 mm e nella sezione II-II è di 90 mm. Dopo la piegatura l'ala assume l'aspetto e le dimensioni indicate in Fig. 5, per due sezioni. La sezione II si trova ad una distanza di 35 mm dal bordo esterno e la sezione II-II è realizzata lungo il bordo interno dell'ala. La forma richiesta del profilo alare viene data al pezzo, posato su dime, mediante colpi con un martello di legno. In questo caso si controlla periodicamente il profilo del pezzo lungo i tratti II e II-II e si controllano le posizioni intermedie con un righello, come indicato per l'ala in legno. Le dime sono realizzate in legno (compensato) o lamiera d'acciaio e montate su una tavola di legno ad una distanza di 615 mm l'una dall'altra. Se l'ala non si adatta contemporaneamente a due modelli (almeno si adatta a ciascun modello separatamente in modo abbastanza soddisfacente), allora viene leggermente attorcigliata, bloccandone le estremità in una morsa o leve di legno. Le ali finite vengono inserite nella sezione della parte 66 e rivettate con tre rivetti di 5-6 mm di spessore. La parte 66 può essere realizzata senza taglio. Quindi la sua estremità viene forgiata in una fucina ad una lunghezza di 50-60 mm in modo che si assottigli gradualmente fino ad uno spessore di 2,0-2,5 mm. In questo caso, la parte 66 è rivettata sul lato concavo dell'ala. Quando si montano le ali, avvitare prima i dadi di bloccaggio e mettere le rondelle quadrate da 50x50 mm, quindi inserire le ali nel mozzo, avvitarle fino al limite desiderato, posizionarle con l'angolazione appropriata e fissarle con un dado di bloccaggio. Per fissare il controdado, un bordo della rondella quadrata è piegato dietro la parte 67 e l'altro dietro il controdado. In alcuni casi, ad esempio, se non si dispone di lamiera d'acciaio dello spessore richiesto o se si desidera utilizzare un regolatore di velocità, è più vantaggioso realizzare l'anta in legno (delle dimensioni di un'anta in legno, ma lunga 650 mm). e fissarlo con cinque, sei rivetti o bulloni con un diametro di 6 mm alla parte 66. Questa opzione presenta una notevole facilità di fabbricazione, poiché consente di ridurre il fabbisogno di legno (se il legno è leggermente ritorto, questo può essere raddrizzato ruotando l'ala all'angolazione appropriata). Il mozzo di tali ali (parte 4 o 67) è fissato all'albero del generatore mediante una chiave che protegge le ali dalla rotazione. Queste parti vengono premute con un bullone situato sull'albero del generatore. Bilanciamento. Le ali di una pala eolica devono avere lo stesso peso, gli stessi profili e devono ruotare rigorosamente sullo stesso piano. Per controllare il peso, è necessario posizionare le ali finite su un rullo, posizionato con le estremità su due assi o panche orizzontali. Se la metà più pesante delle ali supera la metà più leggera, è necessario bilanciarla attaccando un peso corrispondente alla metà più leggera. Per fare ciò, puoi avvolgere il numero richiesto di giri di acciaio o condurre npQBojiOKH sulla parte 66 (ala di metallo). Su un'ala in legno più leggera è necessario fissare con una vite una rondella di acciaio o di piombo ad una distanza di 120-150 mm (non di più) dall'asse delle ali. Selezionando una rondella di peso adeguato e spostandola lungo l'ala di legno, è possibile ottenere l'equilibrio delle ali in qualsiasi posizione. Questo bilanciamento deve essere effettuato all'interno per evitare l'influenza del vento. È inoltre necessario verificare se entrambe le ali ruotano rigorosamente sullo stesso piano. Per fare ciò, le ali vengono montate sull'albero del generatore e viene misurata la distanza dall'estremità inferiore dell'ala a qualsiasi oggetto più vicino ad essa, ad esempio le gambe del tavolo su cui viene eseguito questo test. Quindi, senza toccare il generatore, girano con attenzione le ali e determinano la distanza dallo stesso punto sul tavolo dall'altra ala. Se la differenza supera i 2 mm, la distorsione dovrebbe essere eliminata. Per fare ciò, l'ala di acciaio deve essere piegata di conseguenza, e nel caso delle ali di legno è necessario posizionare un pezzo di carta o un foglio di latta più sottile tra l'ala e la parte 4 sul lato corrispondente. A volte è sufficiente serrare più forte il bullone o raschiare leggermente con il vetro la parte della superficie dell'ala di legno adiacente alla parte 14. Dopo tale bilanciamento, le ali vengono dipinte due volte. La seconda mano di vernice viene applicata dopo che la prima si è asciugata. Il bilanciamento finale viene effettuato dopo che il secondo strato di vernice si è asciugato, per cui a volte è sufficiente applicare qualche pennellata in più su un'ala più chiara. Se durante ulteriori operazioni si scopre che le ali “battono” e scuotono la testa, è necessario rimuoverle e controllarne nuovamente il peso e la rotazione sullo stesso piano. Autore: Perli S.B.
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