Výpočet výkonu vodního motoru

expedice-bílý-tesák    aktivita-OZE    výpočet výkonu vodního motoru

Návody na měření:

Ke změření základních údajů vystačíte s velmi jednoduchými a přesto dostatečně přesnými metodami. Je potřeba vědět, že obě veličiny jsou stejně důležité, obě se podílí na dosaženém výkonu rovnocenným způsobem. Velká řeka bez spádu tak může poskytnout srovnatelný výkon jako malý prudký horský potůček - jen stroje se kterými tuto energii získáte se budou svou konstrukcí, rozměry i váhou vzájemně lišit.

Výpočet:

spád:  metrů a centimetrů     průtok:  ltr./sec.,







předpokl.účinnost  %    výkon na hřídeli  W  

Upozornění:

Vypočítaný výkon je výkon mechanický. Skutečný elektrický výkon bude závislý na účinnosti použitého dynama či alternátoru. Ta u malých strojů dosahuje poměrně malých hodnot, proto předběžně uvažujte, že v praxi využitelný výkon bude ještě asi o jednu čtvrtinu menší. Výpočet nehlídá, zda je Vámi vybraný stroj pro daný spád a průtok vhodný či nikoliv, slouží pouze pro orientaci získaného výkonu. Pro účely soutěže „Aktivita OZE“, která ve srovnání s klasickými MVE bude využívat extrémně malé spády i průtoky, můžete vybírat podle následujícího doporučení:

spád od 0,05 do 0,5 metru
do 10 ltr./sec. - korečník na horní vodu (od 0,25m spádu, přizpůsobit na obvod.rychl. cca 0,3m/sec.)
nad 10 ltr./sec. - střikový hřebenáč, Ponceletovo kolo, Zuppingerovo kolo, Savonius nebo i Archimédův šroub.
spád 0,5 až 1 metr
od 2 do 10 ltr./sec. - přímoproudá nebo kolenová vrtulová turbína, Girardova turbína.
od 10 ltr./sec. výše - široký korečník na horní vodu (přizpůsobit pro obv. rychl. cca 0,6 m/sec.) nebo i Archimédův šroub.
spád od 1 metru do 2 metrů při průtoku
od 2 do 10 ltr./sec. - miniaturní Bánkiho turbína případně i Segnerovo kolo.
nad 10 ltr./sec. - vrtulová turbína, korečník na horní vodu, nebo i Archimédův šroub.
spád nad 2 metry
od 2 do 10 ltr./sec. - turbína Turgo (i vícedýzová), průměrově zmenšená Schwamkrugova turbína.
nad 10 ltr./sec. - Bánkiho turbína

Výše uvedené doporučení by se na první pohled mohlo zdát v rozporu s běžně publikovanými parametry vodních motorů (uvedenými v odkazech jednotlivých typů). Ale nemějte obavy. Aby šlo určitý typ vodního stroje v praxi použít, je potřebné posuzovat spád i průtok současně ve vzájemné shodě. A tak se snadno stane, že při extrémně malých průtocích bude i vodní motor průměrově malý. Pak se stane, že i ryze vysokospádový stroj bude výhodné použít třeba na spádu pouhých dvou metrů. Navíc je potřeba vodní motory oproti běžným zvyklostem trochu přizpůsobit. Jednak konstrukčně zjednodužšit (méně lopatek) aby se mezilopatkové prostory neucpávaly a aby lopatky nebyly příliš tenké a choulostivé. U vodních kol je oproti běžným zvyklostem vhodné počítat s výrazně nižší obvodovou rychlostí, aby se voda nerozstřikovala a její energie byla využita s dobrou účinností.

Nemá-li alternátor či dynamo plynule řiditelné buzení, vyplatí se mezi vodní motor a elektrický stroj zařadit řemínkový převod s vícestupňovou řemenicí a podle konkrétního spádu vyzkoušet takový převodový poměr, kdy elektrický stroj bude klást turbínce či vodnímu kolu správný mechanický odpor. Protože nepracujete do elektrorozvodné sítě, která by svou frekvencí udržela optimální otáčky, musejí se oba stroje mezi sebou vzájemně přizpůsobit právě dobře zvoleným převodem.

Dobrou účinnost, správné zatížení i optimální provozní otáčky vodních motorů poznáte i bez měření - podle toho, že voda za turbínou netvoří vír, nepění, z oběžného kola neodstřikuje, ale volně vypadává, lopatkové vodní kolo jede tiše, nešplouchá ani v místě vtoku, ani při vylévání korečků. Poznáte to samozřejmě i na ampérmetru.

[autor: OK2TAR]

[ zobrazit celé ] - [ odkazy ] - [ diskuze ] - [ kontakt ]