Главная 24 Ремонт своими руками 24 Как сделать паровую турбину

Как сделать паровую турбину

Содержание:

  • Как работает паровая турбина?
  • Как сделать паровую турбину в домашних условиях?
  • Применение паровой турбины
  • Заключение

Идея практического применения энергии пара далеко не нова, использование паровых турбин в промышленных масштабах давно стало частью нашей жизни. Именно эти агрегаты, установленные на различных электростанциях и ТЭЦ, на 99% снабжают электричеством наши дома. Однако, некоторые мастера-умельцы умудряются внедрить принцип преобразования тепловой энергии в электрическую у себя дома. Для этого используется самодельная паровая турбина минимальных размеров и мощности. О том, как ее собрать в домашних условиях, и пойдет речь в данной статье.

Как работает паровая турбина?

В сущности, паровые турбины являются составной частью сложной системы, призванной преобразовать энергию топлива в электричество, иногда – в тепло.

Как сделать паровую турбину

На данный момент этот способ считается экономически выгодным. Технологически это происходит следующим образом:

  • твердое или жидкое топливо сжигается в паровой котельной установке. В результате рабочее тело (вода) обращается в пар;
  • полученный пар дополнительно перегревается и достигает температуры 435 ºС при давлении 3.43 МПа. Это необходимо для того, чтобы добиться максимального КПД работы всей системы;
  • по трубопроводам рабочее тело доставляется к турбине, где равномерно распределяется по соплам с помощью специальных агрегатов;
  • сопла подают острый пар на изогнутые лопатки, закрепленные на валу, и заставляет его вращаться. Таким образом, кинетическая энергия расширяющегося пара переходит в механическое движение, это и есть принцип действия паровой турбины;
  • вал генератора, представляющего собой «электродвигатель наоборот», вращается ротором турбины, в результате чего вырабатывается электроэнергия;
  • отработанный пар попадает в конденсатор, где от соприкосновения с охлажденной водой в теплообменнике переходит в жидкое состояние и насосом снова подается в котел на прогрев.

Примечание. В лучшем случае КПД паровой турбины достигает 60%, а всей системы – не более 47%. Значительная часть энергии топлива уходит с теплопотерями и расходуется на преодоления силы трения при вращении валов.

Как сделать паровую турбину

Ниже на функциональной схеме показан принцип работы паровой турбины совместно с котельной установкой, электрическим генератором и прочими элементами системы:

Как сделать паровую турбину

Чтобы не допускать снижения эффективности работы, на валу ротора располагается максимальное расчетное число лопаток. При этом между ними и корпусом статора обеспечивается наименьший зазор посредством специальных уплотнений. Простыми словами, чтобы пар «не крутился вхолостую» внутри корпуса, все зазоры минимизируются. Лопатка сконструирована таким образом, чтобы расширение пара продолжалось не только на выходе из сопла, но и в ее углублении. Как это происходит, отражает рабочая схема паровой турбины:

Как сделать паровую турбину

Следует отметить, что рабочее тело, чье давление после попадания на лопатки снижается, после рабочего цикла в первом блоке не сразу попадает в конденсатор. Ведь оно еще располагает достаточным запасом тепловой энергии, а потому по трубопроводам пар отправляется во второй блок низкого давления, где снова воздействует на вал посредством лопаток другой конструкции. Как показано на рисунке, устройство паровой турбины может предусматривать несколько таких блоков:

Как сделать паровую турбину

1 – подача перегретого пара; 2 – рабочее пространство блока; 3 – ротор с лопатками; 4 – вал; 5 – выход отработанного пара в конденсатор.

Для справки. Скорость вращения ротора генератора может достигать 30 000 об/мин, а мощность паровой турбины – до 1500 МВт.

Как сделать паровую турбину в домашних условиях?

Множество интернет-ресурсов публикует алгоритм, согласно которому в домашних условиях и с применением небольшого количества инструментов изготавливается мини паровая турбина из консервной банки. Помимо самой банки понадобится алюминиевая проволока, небольшой кусочек жести для вырезания полоски и крыльчатки, а также элементы крепежа.

Как сделать паровую турбину

В крышке банки делают 2 отверстия и впаивают в одно кусочек трубки. Из куска жести вырезают крыльчатку турбины, прикрепляют ее к полосе, согнутой в виде буквы П. Затем полосу прикручивают ко второму отверстию, расположив крыльчатку таким образом, чтобы лопасти находились напротив трубки. Все технологические отверстия, сделанные во время работы, тоже запаивают. Изделие нужно установить на подставку из проволоки, заполнить водой из шприца, а снизу разжечь сухое горючее. Импровизированный ротор паровой турбины начнет вращаться от струи пара, вырывающегося из трубки.

Как сделать паровую турбину

Понятно, что такая конструкция может служить лишь прототипом, игрушкой, поскольку данная паровая турбина, сделанная своими руками, не может использоваться с какой-то целью. Слишком мала мощность, а о каком-то КПД и речи не идет. Разве что можно показывать на ее примере принцип действия теплового двигателя.

Мини-генератор электроэнергии можно реально изготовить из старого металлического чайника. Для этого, кроме самого чайника, потребуется медная или нержавеющая трубка с тонкими стенками, кулер от компьютера и небольшой кусочек листового алюминия. Из последнего вырезается круглая крыльчатка с лопатками, из которой будет сделана паровая турбина малой мощности.

Как сделать паровую турбину

С кулера снимается электродвигатель и устанавливается на одной оси с крыльчаткой. Получившееся устройство монтируется в круглом корпусе из алюминия, по размерам он должен подойти вместо крышки чайника. В днище последнего делается отверстие, куда впаивается трубка, а снаружи из нее выполняется змеевик. Как видите, конструкция паровой турбины очень близка к реальности, поскольку змеевик играет роль пароперегревателя. Второй конец трубки, как нетрудно догадаться, подводится к импровизированным лопаткам крыльчатки.

Как сделать паровую турбину

Примечание. Самая сложная и трудоемкая часть устройства – это как раз змеевик. Изготовить его из медной трубки легче, чем из нержавейки, но она долго не прослужит. От контакта с открытым огнем медный перегреватель быстро прогорит, поэтому лучше сделать его своими руками из нержавеющей трубки.

Применение паровой турбины

Налив в чайник воды и поставив его на включенный газ, можно убедиться, что при закипании энергии выходящего из трубки пара достаточно, чтобы на выходе электродвигателя появилась ЭДС. Для этого к нему стоит подключить светодиодный фонарик. Помимо питания для электрических лампочек, возможно и другое применение паровой турбины, например, для зарядки аккумулятора сотового телефона.

Как сделать паровую турбину

В условиях квартиры или частного дома подобная мини-электростанция может показаться простой игрушкой. А вот оказавшись в походе и взяв с собой турбированный чайник с электрогенератором, вы сможете оценить по достоинству его функциональность. Возможно, в процессе вам удастся найти еще какое-нибудь назначение турбины. Больше информации об изготовлении походного генератора из чайника можно узнать, посмотрев видео:

Заключение

К сожалению, конструктивно паровые машины достаточно сложны и сделать дома турбину, чья мощность достигала хотя бы 500 Вт, весьма затруднительно. Если стремиться к тому, чтоб соблюдалась схема работы турбины, то затраты на комплектующие и потраченное время будут неоправданными, КПД самодельной установки не превысит 20%. Пожалуй, проще купить готовый дизель-генератор.

О admin

Оставить комментарий

x

Check Also

Как подобрать воздушный клапан

Содержание: Назначение и виды воздухоотводчиков Рекомендации по выбору воздушного клапана Заключение За нормальное функционирование системы водяного ...

Как подобрать расширительный бак для системы отопления

Содержание: Для чего нужен расширительный бак? Типы расширительных бачков Емкости открытого типа Закрытый мембранный бак Рекомендации ...

Как установить расширительный бак в системе отопления

Содержание: Где ставить расширительный бак в закрытой системе отопления? Как подключить расширительный бак Указания по ...

Как выбрать циркуляционный насос для отопления

Содержание: Принцип работы циркуляционных насосов Расчет производительности насоса Подбор насоса по напору и расходу Заключение В ...

Как выбрать и подключить мембранный расширительный бак

Содержание: Устройство и принцип работы мембранного бака Рекомендации по выбору Как правильно установить мембранный бак ...

Как установить циркуляционный насос в систему отопления

Содержание: Где надо ставить насос? Рекомендации по монтажу Порядок выполнения работ Заключение Принцип принудительной циркуляции ...

Как сделать двухтрубную систему отопления

Содержание: Виды двухтрубных систем отопления Горизонтальные системы Система отопления с принудительной циркуляцией Подбор диаметра труб ...

Как сделать гидравлический расчет системы отопления

Содержание: Цель и ход выполнения расчета Определение расхода теплоносителя и диаметров труб Расчет циркуляционного насоса Расчет расширительного бака Заключение ...

Однотрубная система отопления частного дома

Содержание: Принцип работы однотрубной системы Виды систем Преимущества и недостатки однотрубной системы Рекомендации по монтажу Заключение Поскольку однотрубная система отопления ...

Как промыть систему отопления в частном доме

Содержание: Необходимость промывки и ее периодичность Чем промыть систему отопления? Заключение Чтобы отопительная система частного дома прослужила ...

Как правильно оформить акт промывки системы отопления

Содержание: Как строится совместная работа с подрядной организацией? Порядок составления акта на очистку системы Заключение ...

Какую жидкость залить в систему отопления

Содержание: Виды антифризов и их свойства Особенности применения антифриза Расчет жидкости в системе отопления Как заливать ...

Какое должно быть давление в системе отопления

Содержание: Немного теории Давление в системе многоэтажного дома Давление в системе отопления частного дома Как ...

Как сделать отопление в гараже

Содержание: Особенности отопления гаража Чем отопить гараж? Система водяного отопления Отопление в гараже от электричества ...

Какая система отопления лучше — однотрубная или двухтрубная?

Содержание: Плюсы и минусы однотрубной системы Плюсы и минусы двухтрубной системы Как переделать однотрубную систему ...

Как выполняется балансировка системы отопления

Содержание: Зачем делать балансировку? Методы выполнения балансировки Настройка по температуре Заключение После монтажа водяной отопительной ...

Как спустить воздух с системы отопления

Содержание: Почему в системе отопления появляется воздух? Заполнение системы с вытеснением воздуха Как избавиться от ...

Запорно-регулирующая арматура для системы отопления

Содержание: Виды запорно-регулирующей арматуры Запорная арматура Запорно-регулирующие элементы систем Смесительно-регулировочная арматура Заключение Нормальное функционирование любой ...

Как сделать геотермальное отопление в частном доме

Содержание: Принцип действия геотермальных систем Виды геотермальных систем Рекомендации по монтажу Заключение Общеизвестен факт, что ...

Как сделать лучевую систему отопления

Содержание: Устройство коллекторной системы Плюсы и минусы лучевой системы отопления Рекомендации по монтажу Заключение Благодаря ...

Как сделать тепловой насос своими руками

Содержание: Устройство и принцип работы Тепловой насос воздух-воздух Тепловой насос вода-вода Как собрать тепловой насос ...

Как сделать солнечный коллектор

Содержание: Как работает солнечный коллектор? Конструкция плоского коллектора Устройство вакуумного коллектора Как изготовить солнечный коллектор? ...

Как сделать электроотопление в доме или в квартире

Содержание: Электрическое отопление в квартире Электрообогрев частного дома Как экономить электричество? Заключение В силу различных ...

Как сделать автономное отопление в квартире

Содержание: С чего начать? Чем отапливать? Использование природного газа Устройство электроотопления Выбор котла Рекомендации по ...

Рейтинг@Mail.ru