Бассейновая Микро-ГЭС

Как работает МикроГЭС?

Если кратко, то суть в том, что масло всегда остаётся с одной стороны, соответственно, масса вещества с этой стороны больше чем массы с другой стороны, что и приводит в движение всё колесо. Гидроклапаны  (на рис. желтые полоски из резины) служат для своевременного перетекания и разделения жидкостей, вода - внизу, масло - вверху. Работоспособность устройства зависит от уровней жидкостей или от их соотношения. В этой конструкции одна спиральная лопасть заворачивается на 180 градусов.

Устройство было следующее:

1. Диск сплошной (основной)

2. Лопатки 4шт. Приварены

3. Диск покрывной, с отверстием для подвода воды в центре. Диаметр 300мм.

4.Толщину бочки примем 500мм.(на фото 350)

5. Диаметр 2000мм. Отсюда, срабатываемый перепад доступный для срабатывания - равен РАДИУСУ колеса.

В реальном системе полости ВАКУУМИЗИРУЮТСЯ с целью повышения скорости заполнения объемов, а полости - обычные стальные трубы.

...масло подсолнечное ...постоянно ВСПЛЫВАЕТ ...

Вся МикроГЭС заключена в металлическую оболочку -колесо

В карманы колеса - заливается масло.  Затем в теже карманы подливается вода, а масло само всплывает - но самое главное, ОНО всегда находится или СЛЕВА по рисунку

Поскольку одна жидкость ЛЕЖИТ на другой, то при ОБЩЕМ сбалансированном гидростатическом давлении - ВЕСОВОЕ (давление каждой в отдельности) =РАЗНЫЕ. Именно поэтому и МОЖНО одну жидкость подать под НАПОРОМ, а вторую просто ВЛИТЬ.

Вместе они совершат БОЛЬШЕ полезной работы. Затем одна ВСПЛЫВЕТ. Гравитация сделает свое дело .

Ведь лопасти СПРАВА НИЧЕГО не поднимают. А СЛЕВА - обе! жидкости  - в ковшах.

Если хорошо придавить воду маслом то МОЖНО её легко ВПРЫСНУТЬ ... одновременно сливая масло нормальным способом в соседний ковш.

ВОДА заполняет резервуар и колесо до ПОЛОВИНЫ, и ТОЛЬКО впрыскивается...

А МАСЛО всплывает естественным способом.  Не забывайте что колесо при этом вертится...

Все 4 гидродинамические клапана - это КОНЦЫ каждой лопасти. Зазор между ОБРАЗУЮЩЕЙ цилиндра и конецом лопасти.

Слева ВЕС ВОДЫ будет давить на ЛОПАТКУ(ковшик), а СПРАВА (опрокинутый ковшик) ВЕС воды будет "висеть" ТОЛЬКО НА ОБРАЗУЮЩЕЙ...

Гидростатическое давление - на образующей - неизменно...

А весовая часть - гидростатического давления РАСПРЕДЕЛЕНА не симметрично.

Масло заливается ИЗНАЧАЛЬНО только СЛЕВА.  Оно НИКОГДА НЕ ПОПАДАЕТ на правую сторону.

Вес масла - не учавствует в гидростатическом давлении НА ПРАВОЙ СТОРОНЕ колеса.

Вес масла - приходится только на лопатку и только слева. По мере проворачивания колеса, через гидродинамические клапаны проходит вода (внизу) и масло(вверху)...

Обороты - маленькие, всего до 10 об/мин.

На фото видно следы от сварки (слегка размытые светлые спирали на боковой плоскости)

С правой стороны колеса ЛОПАТКИ просто "вытаскиваюся"из воды, а слева вода и масло "давят" на лопатку... (по рисунку - фото и рисунок имеют разное право-лево)

Даже простое наливное колесо имеет САМЫЙ высокий КПД. А уж если лопасти (здесь- трубы) выполнить по ЛОГАРИФМИЧЕСКОЙ кривой - можно задавать любые НАГРУЗОЧНЫЕ характеристики.

Гидравлический клапан имеется  на конце (краю) каждой лопасти.

Резиновые клапаны для того, что бы вода не сразу вытекала, а при не большом избытке давления из нижней секции.

В ЦЕНТРЕ... надо просто продлить НАЧАЛА лопастей до следующей лопасти ... с ЗАЗОРОМ  и не будет перелива, который нас не устраивает.

Размеры зазора должны соотносится с зазором гидродинамического клапана как 1/1
 

Отдельно можно рассмотреть вариант использование легкоиспаряющейся жидкости. Тогда испаряясь она должна создавать давление газов, которое  из правой части колеса выдавливают жидкость в левую половину бочки, а затем охлаждаясь сверху, конденсируются  в центре (по типу "Фонтан Кулибина" "Кольцар Лазарева"). 

То есть нагрев снизу и охлаждение сверху тоже должны помагать создать условия вращения такой бочки.

C диаметром МЕНЕЕ чем 700 мм(на воде) ни у кого не получалось.

Если полости загерметизированы нормально, то динамометром(резинка и линейка) измерьте ЗАТРАТЫ на принудительное вращение Вашего колеса.В лево и право. Разница есть?  Если есть,то конструкция правильно изготовлена.

Конструкция, из СД - дисков,(на ртути) изготовлено,прекрасно вращается. (Специалистами - ювелирами по драгметаллу).

...Колесо рельной турбины на 10 кВа, имеет тоже четыре тяговых канала,но ДЛЯ проварки швов, сварщик НАХОДИТСЯ внутри колеса...
Надо понимать что гравитация - это прежде всего - наличие МАССЫ рабочего тела

1 Толщина колеса влияет только на мощность.

2.Вакуум не нужен,-если - начало ЛОПАСТИ и конец оной лежат ВЫШЕ диаметра.

3.Зазор наличествует, он и играет роль гидродинамического клапана (струе наплевать на гидростатическое давление масла). Проанализуруйте, на рисунке куда(где) приложено ВЕСОВОЕ давление и ГИДРОСТАТИЧЕСКОЕ. Слева и справа.

Далее, не торопитесь делать, пока не поймете суть преобразования одной и той же силы(гравитации) в режиме ДАВИТЬ весом (слева) и одновременно всплывать(гидростатика).

Разделите для себя понятие весовое давление и гидростатика. Парадокса нет, если правильно освоите это различие.
 
Со сборкой советую не торопиться. Оргстекло - (дихлорэтан) - не дают герметизации... Проверено неоднократно...
Более того, я рекомендую колесо сделать на сварке с лопастями, но без крышки и стальным шариком проиграть ситуацию. Вам придет понимание необходимой ДЛИННЫ лопасти. Можно и из фанеры... Без этого макета (вращающегося) Вы - точно не построите.

Угол закрутки лопасти и количество лопастей - связаны... Шарик не упадет, если Вы слегка НАКЛОНИТЕ колесо.

Рисуя первый макет, там из каждой точки поочереди циркулем, следующий радиус больше на расстояние между точками.

В МикроГЭС применяются ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ кривые. Это тогда, когда угол к ВЕТИКАЛИ остается одним и тем же до конца спирали...

Для модели вполне подходят и циркульные. Но они должны надежно "перекрывать "рабочие такты" каждого тягового канала.
Советую... изготовьте из плотного картона, и проиграйте шариком всю ситуацию. А палить бабки на добротную модель - надо же знать ее не только принцип но и конструктив...