mała elektrownia wyporowa

Chodzi mi raczej o wytworzenie na tej linii ciśnienia poprzez regulacje zaworem, powiedzmy 20 atm , i takim cienkim lecz silnym strumieniem napędzać turbinkę a po przekładni prądnicę.

Aktualnie nitka pracuje "na przelew" bezciśnieniowo, siła zasysania po stronie ujęcia/źródła jet potężna, słychać głośny szum z odległości setki metrów bo porywa wodę razem z powietrzem.
Po stronie wypływu nienadzwyczajnie ten potencjał widać
ze względu na opory o których też pisałeś.

Jesli rura bedzie wypelniona woda, bez jakiegokolwiek powietrza to bedzie cisnienie.
Musisz zalozyc zwezke na koncu rury i poczatek rury musi byc zanuzony aby nie lapal powietrza.
Przy tak duzym spadku, opory przeplywu sa malo istotne, wazniejsze staje sie zjawisko kawitacji.
Tak jak masz teraz to wewnatrz rury wytwarza sie podcisnienie ktore przerywa normalny przeplyw, podobnie jak przy pompach ktore maja zasysac ze zbyt duzej glebokosci, zjawisko kawitacji przerywa przeplyw.
Sadze ze jak zalozysz zwezke z 1" na 1/2"to zacznie sie wytwarzac jakies znaczace cisnienie i pozbedziesz sie kawitacji w tej rurze, a przynajmniej na duzym jej odcinku.

Nie wiem, w jakim celu jest ten przepływ - pewnie należy zadbać o to, by prędkość przepływu nie zmalała na skutek uzyskania ciśnienia.

Zasysanie pompą z dużej głębokości to nieco inna sprawa - jak ciśnienie maleje do bliskiego zeru, to w cieczy powstają bąbelki z rozpuszczonych gazów.

zimny8 napisał:

Chodzi mi raczej o wytworzenie na tej linii ciśnienia poprzez regulacje zaworem, powiedzmy 20 atm , i takim cienkim lecz silnym strumieniem napędzać turbinkę a po przekładni prądnicę.

Aktualnie nitka pracuje "na przelew" bezciśnieniowo, siła zasysania po stronie ujęcia/źródła jet potężna, słychać głośny szum z odległości setki metrów bo porywa wodę razem z powietrzem.
Po stronie wypływu nienadzwyczajnie ten potencjał widać
ze względu na opory o których też pisałeś.

Jak pisze kol. zimny8, rura jest rura przelewowa, czyli odbiera jedynie nadmiar wody ze stawu, lub tp.zbiornika wody.

Jesli wlot rury bedzie zanurzony, to zwiekszy sie przeplyw, ale jesli odplyw bedzie swobodny, to nie dojdzie do wytworzenia cisnienia jakie bylo by przy ograniczonym przeplywie i wysokosci slupa wody.
Jesli bedzie to nieprzerwany slup wody np. przy zamknietym wylocie, to powinno tam po napelnieniu rury, powstac cisnienie ok.50 atm, ale po otwarciu odplywu, slup wody, mimo ze na dole wytwarza cisnienie 50atm. to przy swobodnym odplywie wytworzy -25atm. na wlocie, czyli nie ma sily, powstanie cholernie duza kawitacja.
Jezeli kawitacja zaczyna sie w rejonie -0.8atm. to trzeba by sprawdzic jaki przeplyw uzyska sie na odcinku 8m rury o srednicy 1" i cisnieniu 0.8atm. to by byla wydajnosc przeplywu mozliwa do uzyskania na wylocie. Teraz ograniczajac przeplyw nieco ponizej tej wydajnosci przeplywu, da sie utrzymac cisnienie wylotu bliskie tych 50atm.
Opory przeplywu mozna tu pominac, bo im dalej tym cisnienie wieksze, wiec mimo oporow rury, wzrost cisnienia kompensuje straty na oporach przeplywu.

saskia napisał:

:(ze ze jak zalozysz zwezke z 1" na 1/2"to zacznie sie wytwarzac jakies znaczace cisnienie

Przepływ pełną średnicą rury nie jest możliwy bo zbyt mały jest przybór wody, to dość wydajne źródło ale nie na tyle. Zresztą nie ma takiej potrzeby.
Uzyskanie ciśnienia to żaden problem, jest on w tym że może osiągnąć zbyt dużą wartość (zniszczyć rurę) i trudno tym kierować bo przepływ ilość wody się zmienia. Może jakiś osprzęt do pomiaru i regulacji.
_tta_ Pisałem że woda płynie tą rurą do zbiornika na dole - z niego czerpię wodę, również grawitacyjnie ale ciśnienia znośne.

Wydaje mi się że 1/2" to trochę za duży przepływ, skutkiem tego ciśnienie szybko spadnie. większe ciśnienie i cieńszy strumień skierowany na turbinę powinien ją wkręcić na duże obroty, dać sporo energii ale nie umie tego wyliczyć.

Najprosciej i bez pomiarow, bylo by zalozyc trojnik na koncu rury i na bocznym odgalezieniu dac zawor bezpieczenstwa, ktory bedzie upuszczal nadmiar wody, gdy cisnienie wzrosnie pow. np. 6atm. a na przelocie trojnika wyprobowac roznej srednicy dysze, ktora bedzie odpowiednia do ciaglego i rownomiernego przeplywu przy ok. 6atm.
Zawor bezp. zabezpieczy rury i przelew ze zbiornika, a dysza bedzie pracowala ze stala wydajnoscia.

Majac taki ustabilizowany, ciagly przeplyw pod stalym cisnieniem, mozesz sie zabrac za wyliczenie mocy jaka mozesz z tego uzyskac.

Dobry pomysł, nie wpadłem. Pozostaje "ocenić" ile z tego można wyciągnąć - czy skórka warta wyprawki .

Dodano po 2 [minuty]:

Myślisz że akurat 6atm?.

zimny8 - Moc = nadciśnienie * przepływ; o wytrzymałość rury nie ma obawy, jeśli jest stalowa, bo wytrzyma kilkanaście razy więcej; przepływ zmniejsza nadciśnienie, namiar na wzór, który to opisuje, podałem w bardzo podobnym temacie Układ akumulacji energii prosty, rozpraszalny, łatwo rozbudowywalny.

Jesli bedzie to ciagly przeplyw, o stalych parametrach, to nawet 100W non stop, to masz 2,4kWh na dobe x 365dni = 876kWh na rok.
200W mocy to rocznie 1752kWh, a woda jak leciala tak dalej bedzie leciala.
I ok. 1000pln-ow przelewa ci sie ze zbiornika w ciagu roku.

Dodano po 11 [minuty]:

Te 6atm. to byl tylko przyklad, ale jesli uda ci sie kupic zawor bezp. nas wyzsze cisnienia, ktore beda w granicach wytrzymalosci rur ktore tam sa i ich obecnego stanu, to mozesz wykozystywac to na max, ale w granicach rozsadku, bo z 50atm. to sobie nie poradzisz.
No, chyba ze bedziesz tego uzywal zamiast Karchera.

Tak jak masz teraz, podstaw pod rure wiaderko,np. 10l i zmierz czas jego napelnienia.
Bedzie wiadomo jaka ilosc wody przelewa sie ze zbiornika powyzej.

Rura jest z tworzywa, typowa wodociągowa więc o ciśnieniach rzędu dziesiątek trzeba zapomnieć, zresztą nie są konieczne. Coś mało wychodzi tego uzysku, a jednak jakaś inwestycja jest konieczna, kiedyś eksperymentowałem i sam takie urządzenia budowałem np.zawór ciśnieniowy, dziś choć mam czas to zwyczajnie mi się nie chce. Prądnica z padniętego agregatu spalinowego by się znalazła, gdzieś leży, ale skąd wziąć turbinę?.

Dla rury z tworzywa to i 5 atm może być za dużo - trzeba zainwestować w lepszą rurę, a na początek zobaczyć, jaki jest przepływ i wyliczyć, jaką moc da się uzyskać w zależności od grubości rury (rurę z tworzywa można zostawić, żeby służyła do spuszczania nadwyżek wody), ile będzie kosztować rura, czy to się opłaci. 50 atm mogłoby napędzić turbinę Peltona o prędkości obwodowej około 50 m/s, więc do 50 obrotów/sekundę (raczej trzeba odrobinę więcej, jak chcesz uzyskać 50 Hz) potrzebna jest średnica 31 cm (a licząc spadek ciśnienia w rurze, turbina powinna być mniejsza - 20 cm?); ciśnienie 6 atm jest odpowiednie dla turbiny o średnicy 10 cm.

Rur na nowo nie położę bo to 2km kopania do lasu + nowe, te co są o ile pamiętam wytrzymują zakopane jakieś 16 do 20atm. Co do przepływu, byłem sprawdziłem, 10 może 8 litrowe wiaderko napełnia się w 10s, czyli wszystko jasne, raczej słabo .

Powiedzmy, 1 litr / sekundę (0.001 m3) x 10 atm (1 MPa) = 1 kW. Średnica turbiny do 12 cm - oj, chyba musi być solidnie zrobiona, żeby 1 kW jej nie rozwalił.

Nawet 0.5kW to juz sporo, bo rocznie to grubo ponad 4tys kWh.

!KW to już coś, tylko dlaczego akurat 12cm średnicy, przy takiej uzyskam 50obr/s, jaka to zależność?. Dziś założę na próbę trójnik i będę redukować do 1/2", 3/8", 1/4", nie mam na razie odpowiedniego zaworu ale wkręcę manometr więc będę to jakoś ręcznie kontrolował. Myślę że taką turbinkę można by pospawać, łopatki z blachy 2mm, tylko ile takich?.

Przy ciśnieniu 'p' (w atm) woda wypływa z prędkością √(200*p) (w m/s), więc dla 10 atm 44 m/s, prędkość obwodowa turbiny Peltona powinna być dwukrotnie mniejsza od prędkości strumienia wody (czyli 22 m/s), a wypada uzyskać nieco ponad 50obr/s (czyli obwód powinien być około 40 cm). Ale łopatki muszą być raczej dość dokładnie wykonane, nie wiem, czy tak pospawasz. No i siły działające na łopatki będą rzędu 10kG - konstrukcja musi być solidna. Strumień wody z dyszy powinien mieć około 5mm średnicy (wtedy wyjdzie 0.864 litra/s przy 44 m/s).

W tych linkach sa video jak przerobic stara pralke automatyczna na generator.

http://www.youtube.com/watch?v=0ieFZI4-6K8

http://www.youtube.com/watch?v=gUmDvENKPig

Przydałaby się instrukcja, jak zrobić przyzwoicie działającą turbinę Peltona - mogłaby dać z 6000kWh rocznie, czyli licząc cenę skupu energii 1200 zł/rok - chyba warto zainwestować w poprawne wykonanie. A może da się coś takiego kupić?

Czego się dowiedziałem, myślę że optymistyczne:
- po nakręceni redukcji na 3/4 nic, po odczekaniu 10min wskazówka manometra ani drgnęła.
- z redukcją 3/8" wskazówka wolniutko ruszyła w górę, po 30min zwolniła na tyle że uznałem pomiar bliski 4atm za końcowy (w górnej części "nitki" jest dość długie wypłaszczenie terenu więc pewnie niewiele przybędzie).
- przy zakładaniu redukcji 1/4" śmigus-dyngus, musiałem więc dokręcić otwarty zawór przy manometrze i go otworzyć, po zakręceniu redukcji, zamknąłem. Ciśnienie skoczyło nagle do 11atm. (dziwne bo myślałem że to liniowo będzie rosło).

Więc nieźle, myślę że jak zmniejszę średnicę do 1/8" to uzyskałbym ze 20atm, albo i więcej, jednak dzisiaj sporo więcej tej wody spływa.

_ita_ dzięki za dokładne wyliczenia, tego mi trzeba było. Tylko tak, na moim generatorze odczytałem coś że pracuje na 3000obr/min. jak to będzie pasować?. Generator trzeba byłoby umieścić poza zbiornikiem bo bardzo agresywne środowisko.
Wałek od turbiny przez ściankę zbiornika i jakaś skrzynka na generator.
Agregatu mi nie szkoda bo chiński dwusuw dokonał żywota. Moc tego silnika wynosiła 1,5KW natomiast generatora 0,7KVA, nie za mało?.
Silnik z pralki chyba za słaby?.
Może taką turbinkę zrobić:
http://instrukcja.pl/i/turbina_peltona_zasada_dzialania
No i kwestia kabla od zbiornika do domu, będzie z 200m, żeby za dużych strat nie było to trzeba porządny przekrój.

50 obr/sekunde to 3000 obr/min.

Co do silnikow z pralki jak w linku, to bys sie zdziwil ile on moze dac, i nie trzeba go przerabiac. Poza tym bedzie dawal 50-60Hertzow przy duzo mniejszych obrotach, rzedu 300-500obr/min, zalezy ile ma par cewek. I daje prad 3-fazowy.

saskia napisał:

50 obr/sekunde to 3000 obr/min.

No przecie .
Zastanawiam się jak bym mógł wykorzystać ten uzysk, bo przecież tak po prostu do instalacji domowej się nie podłączę. Wodę grzeją mi panele, z energetyką lepiej nie mieć nic, bo interesy z nimi to słabo, więc jak?.

Chciałbym jeszcze wrócić do elektrowni wyporowej. Ma być ona jedynie jednym z elementów większej instalacji. Elementem dostarczającym darmową energię Głównym jej elementem jest generator HHO (elektrolizer). Wytworzona w elektrolizerze mieszanka wodoru i tlenu będzie napędzać (owe bąbelki ) elektrownię wyporową. Wytwarzając energię elektryczną E1. Kiedy mieszanka dotrze już na szczyt elektrowni wyporowej posłuży do zasilania silników spalinowych napędzających generatory elektryczne. Które wytwarzają elegię E2. A więc jeden wydatek energetyczny dostarcza energię dwa razy. Raz podnosząc zbiorniki, a drugi raz przez spalenie jej w silnikach spalinowych. Maszyna taka może zagrozić waszemu twierdzeniu że perpetuum mobile nie istnieje. Ponieważ wysokość elektrowni wyporowej można zwiększać dowolnie (ograniczeniem są tylko trudności techniczne). Nie zwiększając wydatków na dostarczenie (bąbelków) Ponieważ wytworzenie kilograma wodoru na głębokości 1m pochłania taką samą ilość energii elektrycznej jak na głębokości 100m lub nawet 1000m. Prawdę mówiąc o to chyba chodziło założycielowi tego tematu. Z początku też nie zrozumiałem o co mu chodzi. Przypomniałem sobie dopiero o jego pomyśle kiedy zainteresowałem się tematem HHO. Ciekawi mnie, co na to powiedzą nasi fizycy? Przecież kilku ich tu mamy. Czy teraz będziecie chętni policzyć co z tego wyjdzie? Jaki będzie bilans energetyczny takiej maszyny?

Namieszałeś chłopie, jeśli już, to nie lepiej spalać wytworzone i dostarczone pod ciśnieniem (takim jak opisujesz) HHO w silniku który tak "doładowany" napędzi prądnicę? gwarantuję Ci bez liczenia że w takim układzie będzie o wiele mniej strat.

Straty będą jak od razu spalisz wodór. A w moim układzie powstaje więcej energii niż włożyłeś.

Przynajmniej na pierwszej stronie (dalszych nie chciało mi się już sprawdzać) nikt w tym temacie nie wspomniał o wodorze, ani o HHO. A energia z siły wyporu bąbelków nie jest za darmo: zwiększenie ciśnienia w elektrolizerze powoduje wzrost napięcia potrzebnego do elektrolizy, jak się nie pomyliłem, to około 15mV na 2-krotny wzrost ciśnienia (przy założeniu, że mamy dobry katalizator, bo bez tego wzrost napięcia może być ze 2 razy większy). W chemii to się nazywa prawem działania mas.

Z tego co ja się zdążyłem zorientować . To główny powód zwiększonego zapotrzebowania na energię podczas elektrolizy jest taki , że pod zwiększonym ciśnieniem powstające gazy mają mniejszą objętość. Trudniej im jest się oderwać od elektrod. Przez co sam elektrolizer działa też tak jak ogniwo wodorowe. Czynnie przyczyniając się do zużycia energii. Ale i na to jest rada. Wystarczy by elektrody były omywane prądem (strumieniem) wody. Napędzanym przez unoszące się bąbelki.

A to jeszcze zwiększy zużycie energii do elektrolizy - dojdzie ciśnienie wywołane napięciem powierzchniowym w małych bąbelkach... No i zmniejszy energię uzyskaną z pracy wykonanej przez bąbelki - część zużyje się na napędzanie strumienia wody odrywającego bąbelki od elektrod. Co prawda pokrycie elektrod bąbelkami utrudnia dopływ jonów do elektrod, przez co zwiększa spadek napięcia na elektrolicie.

_jta_ napisał:

dojdzie ciśnienie wywołane napięciem powierzchniowym w małych bąbelkach... No i zmniejszy energię uzyskaną z pracy wykonanej przez bąbelki

Nie widzę tu żadnego związku z (jak to określiłeś) napięciem powierzchniowym bąbelków. Unoszące się bąbelki spowodują także lekki przepływ wody Pionowo w górę. szczególne jeżeli elektrolizer będzie zakończony od góry jakąś rurka. Przepływający przez tą rurkę HHO pociągnie za sobą również trochę wody. Powodując jej cyrkulację. Ten przepływ na za zadanie oderwać jak najszybciej nowo powstałe bąbelki i oddalić je ze strefy działania elektrod. Dzięki temu minimalizuje się pracę elektrolizera jako ogniwa wodorowego. Które w tym przypadku jest bardzo szkodliwe. Ponieważ jest głównym powodem zwiększenia zużycia energii.

Napięcie powierzchniowe wytwarza zwiększone ciśnienie, więc przy elektrolizie prąd musi wykonać większą pracę, żeby upchać atomy wodoru i tlenu do tych bąbelków - przez to zwiększa się napięcie, przy którym będzie równowaga między wydzielaniem się gazów na skutek elektrolizy i ich pochłanianiem przy działaniu elektrolizera jako ogniwa elektrycznego.

Być może. W końcu to ty jesteś fizykiem. Pozostaje jednak policzyć to wszystko . I przekonać się o ile zwiększy się zużycie energii potrzebne do elektrolizy i wytworzenia odpowiedniej ilości HHO. Może dobrym rozwiązaniem okazałoby się zmniejszenie wysokości(więc i ciśnienia) A zwiększenie pojemności zbiorników, tak by siła wyporu była o wiele większa ale na mniejszym odcinku. Ale to jest takie gdybanie. Trzeba to przeliczyć, ale ta ilość obliczeń naprawdę przewyższa moje zdolności.