如何制作一个非常简单的Savonius风力涡轮机

13,964

154.

22.

介绍:如何制作一个非常简单的Savonius风力涡轮机

关于:我喜欢物理和电子产品。与这些主题有关的项目的爱好者。我也喜欢使用无人机的航拍。

越来越多的风力涡轮机对世界能源生产的影响是无可争辩的。在学习科学,技术,工程和数学(Stew)时,探索这些类型的设备很常见。在使用这些学习工具的同时,您可以在探索,设计和操纵其中的小型模型时,为您的学生提供更广泛地获取这些主题中的知识和技能的可能性。这些项目对教师来说也有益,因为它们提供了有趣和娱乐机会,以便将理论与实践相结合,同时激励学生并支持教学学习过程。

在我的经验中,很常见的是,学生可以试验小型螺旋桨连接的小型电动机。螺旋桨与电动机一起能够在与风相互作用时产生电流。随之而来,他们设法转向LED并使小电气设备工作。这些实验背后有很多知识,看到预期的结果是令人着迷的。

重要的是要注意,水平轴风风力涡轮机(HAWT),如前一个示例中的那个,不是可能产生此电流的唯一一个。这就是为什么在某些情况下,通常使用其他类型,例如垂直轴风力涡轮机(VAWT),其中Savonius类型脱颖而出。在我的情况下,我认为处理课堂上的这种类型的风力涡轮机也很重要,以便延伸学生的理解。w88体育

在这种指示中,我提供了我遵循的步骤,即建造VAWT(Savonius)。我尽力让它变得容易复制,因为我相信它值得在课堂环境中尝试它。考虑到这一点,考虑建造该模型的材料和工具便宜,很可能是可访问的。

通过这些步骤和教师的指导,学生将能够建立和探索普通类型的VAWT的机械原理和工程。他们还应该能够申请和了解某些物理原则和数学知识,例如:拖动,摩擦,扭矩,电磁感应,质量中心和平衡,重力,直流,直接测定三个或更多点的飞行,某些几何图形等。

另一个重要方面是他们将能够将模型的建设与可再生能源联系起来,并解决了这一重要性,这需要在我们的星球中生活的可持续性。

虽然我提出了如何制作纸板和铅笔版本,但我提供了所有CAD文件,包括STL和DXF,适用于那些更喜欢的人,并找到它方便的其他施工方法,如:3D打印,CNC切割,激光等......对于那些更喜欢转换,适应,缩放等的人......我的设计,我包括整个程序集的步骤文件。如果您想要其他类型的文件或需要我的帮助,请不要犹豫与我联系。

我和我10岁的儿子一起做过这个项目。我们都非常喜欢它的建筑!

补给品:

---印刷模板

- -纸板

---四支铅笔

---学校橡皮擦

---三个卫生纸卷

---小电动机(3-6V DC)

--- LED

- - 剪刀

---砂纸

---一对指南针

---烙铁和焊料(可选)

---永久性标记

---纸胶水

---热硅胶枪

---吹风机,风扇或类似实验

第1步:设计考虑因素

这不是我在此链接中构建的第一个VAWT(//www.smiletrl.com/portable-savonius-wind-turbine-with-deflectors/)我附上了一个我早些时候发布的前一个。由于此版本专为学校环境而设计,因此与学生融合为课程项目的一部分,我认为使用高度可访问的材料。在我最初考虑的材料中是铅笔,纸板和橡皮擦。

铅笔中的石墨用作锁的润滑剂,我以前使用它,它起作用。我问自己,如果我可以用它作为球轴承的替代品,以简化模型建设,我认为这一直是总体成功。对于这种Savonius风力涡轮机,我决定不使用滚珠轴承,以便于其建筑。相反,使用铅笔。

大多数框架由4mm厚的纸板制成。起初,如果它会有效,我有疑虑。由于这种材料比塑料更灵活,因此有必要创建纸板结构以容纳3堆铅笔以避免任何不稳定性。在这部分建模期间,学生应接触到材料选择。看看他们如何能够达到自己的有趣和深刻的结论,而且无论他们多大了,都可以达到有趣和深刻的结论。

在我在下面提出的原型中,没有特别注意,确保基盘相对于中心轴(铅笔)是完全垂直的,试图在学生施工过程之后重新创建预期结果。在这种版本的铅笔和纸板上,必须创建某种悬架,使得电动机可以适应这些盘旋转时这些盘的位置的垂直变化。这些位置变化对发电是有害的,因为如果耦合到电动机轴(发电机)的车轮不与Savonius转子连续接触,则LED将无法开启。首先,我考虑使用弹簧,橡皮筋,甚至放置在电动机下方的海绵。思考有点后,也许在利用这个实验时刻引起学生以前的知识,我决定使用重力的力量。我将电机放在边缘上,倾向于向后倒下。虽然固定到该电机轴的橡皮擦与Savonius转子的下表面碰撞,但是组件不会向后倒置。但是,它能够在旋转时适应其位置变化。

我发现的一个方面可能导致这种类型的简单风力涡轮机的产生中的某些问题是电动机轴到散种子转子轴的直接耦合。使用该方法获得的RPM是低的,在某些情况下,这在某些情况下不能获得最小电压和功率值,以便打开LED。在这些情况下,使用乘法器机构(如皮带轮或齿轮)通常是方便的,但它也使结构复杂化。我提出的解决方案在简化了整个过程的同时解决了这个问题。

包含在桩铅笔中的擦除器在整个组件的底部使用,以避免滑倒并且它们的工作量很好。

该风力涡轮机的尺寸相当小,并且通过所使用的材料的尺寸来调节。具体而言,铅笔的长度,纸板汽缸的长度和模板被打印的纸张的尺寸,避免并发症尽可能简单地构建。通过这些条件并且由于其尺寸,所获得的扭矩相对较低,这是为什么需要相对高的风速。如果您使用吹风机或相似,即使在最低速度选择上也会在没有问题的情况下工作。在室外环境中,风必须强大,以便打开LED。如果你想要更多的扭矩,我建议在每个堆上捆绑两支铅笔,并使用更高的半缸,也许就像腌料上的那样。

我建议老师首先建立一个第一个型号版本并预测学生可能遇到的可能并发症。根据可用时间,学生的背景信息和年龄,2或3次会议可用于该项目的构建和分析。

第2步:模板

要获取模板,首先需要在纸上打印它们。我包含一个带有模板的PDF文档。打印后,您必须沿着轮廓线用剪刀切割数字。使用纸胶,将它们粘在底座纸板上,然后再次切掉过量的零件。

如果剪刀非常小,则难以切割纸板。使用较大像这样的剪刀可以方便。

第3步:获得Savonius转子刀片并将其粘贴到基盘上

在基圆标记上重叠纸板气瓶,并且永久标记使每个气缸中间的标记。使用一对剪刀,从每个标记垂直向上切割到另一端。您应该获得5个半圆柱,将构成Savonius转子的刀片。使用一些胶水,将它们粘在每个标记上。胶水应该很强烈。在我的情况下,我用了超级胶水,但热硅胶应该没有任何问题。无论如何,当学生进行这一操作时,教师必须非常关注这一步骤。建议穿着防护眼镜。

第4步:定位中心轴(铅笔)

首先,您需要在每一端锐化铅笔。验证铅笔是否具有Hb或类似的面额。这将确保提示很难并持续很长时间,然后重新调整和/或重新锐化铅笔。

作为一支铅笔的形式制作的故事是惊人的。我建议您咨询学生历史在这里或表明他们的研究。

搭配剪刀尖端,刺破基板的中心标记并插入尖铅笔。试着让它更加紧张。不要粘贴它。

步骤5:将上盘定位并固定中央轴

在您在其位置放置上光盘之前,您将不得不在剪刀尖端刺穿其中心标记。然后,插入光盘并验证刀片是否对齐并触摸其标记。使用胶水,将它们固定在位置。进一步插入中心轴(铅笔),留下合理的松弛,以适合底部的车轮和发电机。胶水较多,将铅笔固定到两个基盘。

第6步:准备支架基础

由于这些碱也由纸板制成,并且防止轴铅笔的尖端捕捉到它们上,因此放置了两个薄铝板的小平方。在我的情况下,我利用了旧的即时胶水容器。用剪刀,我剪掉了这些碎片,然后稍后将它们粘在中心标记之上。借助笔的帮助,我制作了一些缩进,其中铅笔的尖端将被包含在内。铅笔尖端与这些板之间的摩擦系数很低,有些有利的东西。由于这些板也光滑,转子质量低,尖端上的磨损也很小。后来我将桩(铅笔)插入底部,让他们的擦除器在底部突出。尝试这些铅笔的所有橡皮擦是水平。用胶水,将这些铅笔固定在底部基座上。

第7步:将Savonius转子耦合到基座

放置上层,应该紧张,你不应该粘在一起。插入转子确保铅笔的尖端覆盖在中心板的凹槽中。通过向下或向上滑动顶部底座来适合整个组件。检查当你吹它时转子自由转动

第8步:准备最终组装

创建将放置在电机(发电机)上的车轮使用橡皮擦。首先,它的中心是确定的。使用指南针或硬币进行圆形标记。用剪刀,切割,直到它采用圆形。形状与砂纸完善。

执行此操作的另一种方式是通过在图像中看到的指南针的帮助来使自行自行。

将圆形橡皮擦插入发电机轴中并粘合到其上。尽量不要让胶水进入电机内部,这会导致堵塞。橡皮擦应该仅与轴接触而不是电​​动机的任何其他表面。

如果电机是全新的,它应该有孔的终端。如果您插入LED腿的尖端并通过弯曲它们加入它们,可以避免使用烙铁和焊料。注意当它旋转时,LED的极性和出现在发电机端子上的极性应匹配。

纸板粘贴到发电机的底部,直到达到必要的高度,使得发电机的车轮与Savonius转子的基盘的下部接触。一点胶水放置在这些卡的中心部分上,它连接到底座的边缘,在那里它将保持在底座的边缘。电动机必须在旋转时枢转并适应Savonius转子基板的可能位置变化。

没有别的,你准备好了!我期待着在教室使用此模型时听到您的经验。我相信学生会在享受时学习不同的理论!

希望对你有帮助。

祝你好运!

词干比赛

这是一个条目
词干比赛

是第一个分享

    建议书

    • 使它真正的学生设计挑战#3

      使它真正的学生设计挑战#3
    • 组织者:学生设计挑战

      组织者:学生设计挑战
    • 词干比赛

      词干比赛

    22评论

    0.
    adriancubas.

    17小时前回复

    谢谢你的评论克里斯蒂娜!

    0.
    Marzsman

    7天前

    伟大的项目,看起来很容易与孩子一起制作。我的女儿(和我:d)会爱这个!

    0.
    adriancubas.

    7天前回复

    谢谢!我希望你喜欢它

    0.
    nzpntn.

    8天前

    非常好的项目!露出良好!恭喜!

    0.
    adriancubas.

    8天前回复

    谢谢!!!

    1
    ericocean.

    8天前

    这是一个很棒的项目。感谢详细说明和解释。

    我希望我有一位老师像我年轻的时候一样充满激情和清晰。为年轻人带来带来的动机。做得好。你有我的投票!

    0.
    adriancubas.

    8天前回复

    非常感谢你!!!

    0.
    Andre9064.

    8天前

    早上好,你有什么节目?您必须为项目设置哪些程序?感谢。

    0.
    奥格拉

    9天前

    目前的设计风力涡轮机不是事情。您必须将数千英亩的森林融入其中一个小城市,其中每一件事都需要120吨混凝土到锚,并且重新循环几乎是不可能的。他们不会超过10年。我们必须为这些事情腾出空间,这意味着我们必须摆脱森林以及其他任何东西都会为少量人口创造足够的能量......然后有“无风”的日子。。

    1
    aryd'ellh.

    8天前回复

    我恳求不同意。有许多国家,德国只是其中之一,已经成功地使用风力来产生他们所需的大量电力。德国重视他们的森林作为提供氧气的急需途径。
    所示的发电机类型采用更小的占地面积,并且与大量熟悉的螺旋桨类型更小的占地面积和工作。有许多存在恒定或大风的地区,可以从中受益。
    从当前供应商的环境破坏可以容易地从空间中看到,包括溢出,将燃烧的气体释放到空气中,将燃烧的气体释放到空气中,为所有生命中的健康损害等造成健康损害等。现在是时候思考盒子,我是时候思考我很高兴的老师是最前沿的一部分。

    0.
    Harryj5.

    9天前

    谢谢你!

    0.

    这对于教导该涡轮机的机制很棒。在做金属原型之前也非常适合原型设计。

    0.
    adriancubas.

    9天前回复

    谢谢!

    0.
    指导巫师

    9天前

    哦,男人,我上个月过长的时间太长,研究了如何制作这样的东西,仍然是空的。如果我知道这个宝石会在我的膝盖上落地 - !迫不及待地想这么做,非常感谢你。

    1
    adriancubas.

    9天前回复

    非常感谢你!!!我很高兴阅读你的评论!这种类型的反馈使燃料继续创建和共享!

    0.
    悲伤2.

    11天前

    酷的东西。我也在比赛中,但我希望你赢!
    当然不太可能,因为人们进入这样的熟练工作......

    0.
    adriancubas.

    11天前回复

    谢谢!最后,我们是所有创造事物寻求幸福的赢家!

    0.
    adriancubas.

    13天前回复

    谢谢!