Discul rotor principal.
Golurile dintre discuri.
Discurile laterale sunt mai groase, ca trecerea între discurile de jet de gaz încearcă să împingă roțile, precum și să apăsați discurile rămase între ele. Doar Discurile laterale au proeminențe radiale deasupra ferestrelor, care servesc ca parte a garniturii.
disc lateral cu proiecții radiale.
Rotorul este plasat într-o carcasă care are o duză și o latură de intrare acoperă cu găuri în centru. Pentru capacul atașat două mai multe detalii, nu știu cum să numit în mod corespunzător, le-am numit „urechi“, în care lagărele fixe și asigură îndepărtarea mediului uzat.
Pe suprafața interioară a capacelor sunt tăiate caneluri radiale. Acestea pot fi împărțite în două grupe în funcție de scopul lor. Primul grup de caneluri situate mai aproape de centru, în canelurile include proeminențe radiale ale discurilor laterale, care asigură o bună etanșare. Șanțurile și crestele care alcătuiesc sigiliul trebuie să fie ajustate cu grijă unul de altul. Golurile trebuie să fie cât mai mică posibil, dar nu este permisă de frecare, care necesită de fabricație de mare precizie. Al doilea grup de canale tăiate prin aproape întreaga restul suprafeței și nu se impune astfel de cerințe stricte pentru producerea de precizie. roți laterale se deplasează în raport cu capacele de locuințe fixe. Pentru a nu crea o rezistență suplimentară, distanța dintre roți și corpul trebuie să fie crescută. Este acest obiectiv și servesc drept caneluri radiale din al doilea grup. Deoarece fluxul caută întotdeauna calea de rezistență minimă, iar în cazul nostru - un canal între capac și disc, partea principală a fluxului ar trece exact în acest fel, și doar o mică proporție ar trece între celălalt dintre discurile rotorului. Datorită garniturii în canelurile o presiune mai mare, și care nu oferă o trecere medie numai în acest fel, iar fluxurile de mediu, acolo unde este posibil, și anume printre discurile rămase. Ar putea fi realizat și un slot de larg, dar acest lucru ar crește scurgerea. Potrivit acesteia, un rezultat mai bun poate fi realizat cu ajutorul unui număr de caneluri.
Duza turbinei este localizat tangențială, adică tangențială la suprafața interioară a carcasei și poate fi format ca o fantă dreptunghiulară sau găuri conice rotunde.
Decalajul la periferie între carcasă și rotorul este minimă, având în vedere creșterea mică a diametrului rotorului atunci când se lucrează la viteze mari.
Acum, că aveți o idee despre structura turbinei, ia în considerare cadrul teoretic și fluxul de lucru. Dacă fluxul direct de lichid sau gaz pe o suprafață plană, acest flux începe această tragere la suprafață. Acest comportament se datorează faptului că primul strat de molecule adiacente planul - este fixat. Stratul următor este foarte lent, urmatorul un pic mai repede și așa mai departe. Mai jos este un scurt fragment din aerodinamica.
O caracteristică importantă a mediului în mișcare este vâscozitatea. Vâscozitatea fluidului este arătată prin proprietăți de aderență la suprafață, în timp ce mediul vâscos nu alunecă liber de-a lungul suprafeței raționalizate. Pentru a ilustra efectul vâscozității, forța de generare în timpul decelerării (forța de rezistență), considerăm că două mari plăci paralele între A și B (fig. 1), dintre care una se deplasează în raport cu cealaltă. medie vâscoasă aderă la fiecare dintre plăci. mișcarea moleculară aleatorie creează efectul de „amestecare“ care tinde să se alinieze viteza medie de curgere, care de viteză în placa B este egal cu V, în timp ce placa A - zero. Distribuția vitezei rezultată așa cum se arată în Fig. 1, unde lungimea săgeților este proporțională cu viteza de curgere la un moment dat în înălțime între plăci. Astfel, o forță de mișcare acționează placa B, retardare propunerea. Pentru a asigura deplasarea plăcii în prezența inhibării B la aceeași forță de reacție trebuie aplicată. Aceeași forță tinde să conducă placa A.
Fig. 1. Forța vâscoasă sau efectul vâscozității asupra plăcilor de curgere A și B. Placa B se deplasează în raport cu placa A cu o viteză V, ilustrat de săgeată. distribuția vitezei fluidului între plăcile așa cum este indicat prin săgețile respective.
Forța necesară pentru a menține mișcarea B cu o viteză de 1 m / s (sau retenție în locul plăcii fix) a plăcii, cu condiția ca distanța dintre plăci este de 1 m, iar suprafața fiecăreia dintre ele - 1 m2 numit coeficient de vâscozitate m. Pentru aer la o temperatură de 0 ° C și 1 atm, m = 1,73 * 10-5 H * c / m2. Experimentele arată că vâscozitatea raportului aer schimbă în funcție de T0,76 proporțională a temperaturii.
Acum ne imaginăm că plăcile A și B sunt fixate una în raport cu cealaltă, și se mută de curgere a gazului micșorează. În mod firesc, fluxul va începe să tragă cele două plăci. Distribuția în gradientul vitezei de curgere este după cum urmează: suprafața ambelor plăci viteza de curgere este minimă, iar în mijloc - maxim.
Se înțelege că mai mică distanța dintre plăci și mai mult suprafața podelei, cu atât mai mare forța de frecare vâscoasă, mai puțin „fluaj“ a gazului între planurile și debitul mai puternic antrenând avionul. Acum ia în considerare procesul care are loc în interiorul turbinei. Fluidul de lucru (gaz sau lichid) este alimentat sub presiune printr-o duză. Primirea accelerarea deplasează de duză într-un flux de spirală între discuri, care transportă rotorul, și iese prin ferestrele din porțiunea centrală a discului. Dacă turbina funcționează într-un mod inactiv, viteza rotorului va fi puțin mai mică decât viteza de curgere datorită frecării în lagăre. In acest mod, lungimea traseului elicoidal - este maximă, deoarece viteza de curgere relativă și discul aproape zero. La conectarea sarcinii vitezei rotorului scade, și cu ea, iar debitul, din cauza care lungimea și traiectoria elicoidală este redusă. Astfel, avem o mașină de auto-reglementare. Un avantaj al acestui design - flux laminar. Nu există vârtejuri și formațiuni turbulente, care întotdeauna reduce eficiența. Cuplul turbinei este direct proporțională cu pătratul vitezei fluidului în raport cu discul rotorului și zona, și invers proporțională cu distanța între acestea. Cu alte cuvinte, pentru a obține un cuplu maxim distanța dintre discurile trebuie să fie minimă, iar numărul de discuri sau diametrul lor - cât mai mult posibil. Dispozitivul este capabil de a efectua de lucru maximă atunci când viteza rotorului este egală cu jumătate din rata de curgere, dar pentru a atinge viteza relativă maximă economie sau alunecare - ar trebui să fie cât mai mic posibil.
Este clar că numărul de duze poate fi crescută pentru a crește puterea și cuplul. Doar prin design-duză, sau aranjament, invers este ușor de realizat. Mai multe informații detaliate cu privire la acest subiect pot fi obținute de la sursele originale, care sunt listate la începutul articolului.
Și acum aș dori să vă împărtășesc propriile experiențe în turbine de fabricație. Evenimentul a trebuit să înceapă de la zero, literalmente. Nu am avut nici o experiență în mașini-unelte, precum și cu modelarea 3D nu a fost conectat, ca să nu mai vorbim de elaborarea. Realizând acest fapt trist, a trebuit să treacă „cursul exprima“ pentru desen și modelare 3D, care a durat șase săptămâni de învățare intensivă. Am fost placut surprins de cât de ușor și distractiv de a face cu un design 3D. Despre desen mai bine să nu spun nimic, chiar dacă abilitățile și cunoștințele necesare primit încă. Proiectarea toate detaliile și desenele creiona, m-am dus la cel mai apropiat magazin de prelucrare a metalelor. După o lungă conversație cu tehnologia, designul a trebuit să fie modificat un pic, care ar fi procesul de fabricație a fost mai tehnologic. După efectuarea tuturor modificărilor în desene, procesul a început. În figurile prezentate mai sus designul meu turbina. Modelele pot fi diferite, dar această variantă este cel mai ușor de făcut de mână, fără utilizarea de turnare și forjare. Am stabilit pentru a construi un model full-size a turbinei. Materialele alese din oțel obișnuit, deoarece acest material este ieftin și ușor de lucru mecanic. În procesul de fabricare a turbinei, am fugit în unele dificultăți. Cel mai plăcut nu este problema - se pare a fi producerea de discuri de bază. Problema este că roțile au fost realizate din tablă, iar după tratament nu au fost netede. Lese au fost ușor vizibile, dar la o distanță de 0,3 mm între discuri, este afectat în mod serios - distanța dintre roțile nu se întoarse uniform, și în general, lipsesc în multe locuri. Parțial ajutat la rezolvarea problemei utilizării discului în formă de cruce separator (initial am folosit șaibele de separare rotunde). Dar nu am reușit să realizeze uniformitatea perfectă a decalajelor dintre discurile. Acest lucru se aplică numai discurilor de bază, deoarece roțile laterale pisa de un metal suficient de gros, și datorită metodei de prelucrare, curbura au puțin. În general, există soluția la această problemă. Cu toate acestea, este ușor complică proiectarea rotorului, și crește costul de operare. De fapt, din aceste motive, nu am nimic modifica. Mai mult decât atât, eu nu urmăresc să producă un produs complet funcțional, dar pentru experimente este destul de mult, care este. Sfaturi pentru cei care doresc să repete meu „feat“ - folosi cât mai mult posibil foi de metal netede pentru producerea de discuri. Cu toate acestea, după ce a petrecut câteva experimente cu utilizarea de gaz comprimat, m-am asigurat că distanța dintre discuri este un factor important în funcționarea dispozitivului, și neglijența prezentată de mine în legătură cu această problemă - este irelevant. Solutia a fost simplu, iar această soluție a fost descrisă în Tesla №186082 brevetul britanic.
Pentru mai multe informații despre dezvoltarea în continuare a acestui subiect pot fi găsite pe site-ul www.TeslaTech.com.ua