Самодельная паровая турбина своими руками: принцип работы, устройство, кпд, схема
Идея пpaктического 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.
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 выpaбатывается 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.
Ниже на функциональной схеме показан принцип работы паровой турбины совместно с котельной установкой, электрическим генератором и прочими элементами системы:
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:
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:
1 – подача перегретого пара; 2 – рабочее прострaнcтво 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.
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.
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.
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.
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.
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.
Газовые котлы Siberia: двухконтурные и одноконтурные. Особенности моделей, отзывы, преимущества и недостатки. Инструкция по эксплуатации, технические хаpaктеристики. Газовый котел Сиберия 11, 17, 25, 29, 35 кВт....
02 12 2023 18:59:57
Из данной статьи вы узнаете о накопительных электрических водонагревателях (бойлерах) 50 литров и ознакомитесь с их техническими хаpaктеристиками и как выбрать плоскую или горизонтальную модель. Обзор ТОП-15 лучших моделей с описанием....
01 12 2023 8:19:36
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет напольный одноконтурный газовый котел Атон, мы предоставим вам инструкцию по его эксплуатации, расскажем вам как его включить, почему он может тухнуть, а так же предоставим отзывы владельцев....
30 11 2023 15:21:47
Из данной статьи вы узнаете о проточном электрическом водонагревателе на душ и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками и особенностями. Обзор ТОП-10 моделей и какая самая лучшая, а также отзывы покупателей....
29 11 2023 18:43:29
Чем хороши двухконтурные газовые котлы Vaillant turboTec Pro и Plus. Особенности моделей Vaillant turbo Fit и atmoTec Plus. Технические хаpaктеристики, отзывы, преимущества и недостатки....
28 11 2023 4:41:57
Рекомендации по выбору трехходового клапана для твердотопливного котла: устройство, использование, критерии выбора, фото и видео....
27 11 2023 1:23:11
В этой статье вы узнаете, из каких слоев состоит кровельный пирог под металлочерепицу. Подробно разберем каждый слой крыши, рассмотрим вопросы утепления кровли, гидроизоляции и пароизоляции....
26 11 2023 16:34:12
Описание того, по какому принципу действуют индукционные котлы с рассмотрением двух типов конструкций. Перечень достоинств и недостатков греющего электрооборудования с развенчанием некоторых мифов о нем....
25 11 2023 12:28:36
Для чего и насколько часто нужна чистка дымохода своими руками. Средства для очистки, рекомендации по выполнению работ разными способами....
24 11 2023 18:39:25
Общие рекомендации, с помощью которых можно подобрать электрические котлы для дачи. Подробное рассмотрение факторов, влияющих на выбор котла. Описание видов электроустановок, применимых для обогрева дачного домика....
23 11 2023 14:45:10
В связи с чем и каким образом можно перекрыть батарею в квартире. Рекомендации по аварийному и летнему отключению приборов отопления в централизованных системах....
22 11 2023 9:14:49
В данной статье вы узнаете, что из себя представляет двухконтурный газовый котел Ферроли (10-32-40 кВт), мы предоставим вам инструкцию по эксплуатации настенного и атмосферного вариантов, основные неисправности, а так же отзывы пользователей....
21 11 2023 7:48:55
Конструктивные особенности и технические хаpaктеристики стальных панельных радиаторов, определяющие их подбор. Как правильно выбрать батарею по мощности и давлению....
20 11 2023 13:44:25
Комбинированные котлы на твердом топливе и электричестве - оптимальное и эффективное решение для универсального отопления вашего дома....
19 11 2023 0:13:48
В этой статье мы поговорим о металлическом блок-хаусе под бревно и дерево, расскажем вам о видах и размерах материала, поговорим о монтаже и как правильно крепить железные планки, покажем фото домов обшитых металлосайдингом, а также расскажем как покрыть дом данным материалом + технология отделки....
18 11 2023 14:24:54
Рекомендации по выбору настенных электрических радиаторов для отопления частного дома или квартиры. Преимущества и недостатки электрических обогревателей....
17 11 2023 6:11:31
Работа конвекторов заключается в перемешивании прогретого воздуха с холодным.Теплый поток, поднимаясь, вовлекает за собой в конвектор холодный поток воздуха ......
16 11 2023 5:58:32
Как и чем лучше обшить деревянный дом с наружной и внутренней стороны. Выполнение внешней отделки сайдингом и блок хаусом. Популярные варианты внутренней облицовки....
15 11 2023 8:29:47
Устройство стыков в полипропиленовых трубах просты и надёжны. Они созданы по технологии муфтовой сварки. Трубы и фитинги для полипропиленовых труб собираются как конструктор...
14 11 2023 4:17:39
При обустройстве дома часто возникает ситуация выбора типа отопления помещений. На выбор типа отопления влияет множество факторов ......
13 11 2023 20:13:57
Как произвести подготовительные работы и самостоятельно сделать теплый пол от отопления. Рекомендации по выполнен. расчета и монтажа системы напольного обогрева...
12 11 2023 4:26:59
В данной статье вы узнаете что представляет из себя металлический сайдинг под бревно, расскажем вам о его технических хаpaктеристиках и о подробном монтаже всех элементов сайдинга, с фото процессов....
11 11 2023 11:20:46
Из данной статьи вы узнаете о электрическом котле для отопления дома 220в и ознакомитесь с его техническими хаpaктеристиками, а также как выбрать энергосберегающее устройство. Обзор ТОП-7 лучших моделей с описанием отличительных особенностей....
10 11 2023 10:32:29
Как выбрать, ондулин или профнастил - что лучше для крыши и какие плюсы и минусы у этих кровельных материалов? Подробно рассмотрим, какое покрытие лучше и дешевле, поговорим о достоинствах профлиста (металлопрофиля). Плюс обзор альтернативных кровельных покрытий....
09 11 2023 14:31:31
Способ применения явления электромагнитной индукции в заводских агрегатах и как изготовить самодельный индукционный нагреватель своими руками....
08 11 2023 6:47:30
Разновидности водогрейных котлов на дровах для отопления частного дома: хаpaктеристики и схема обвязки с системой отопления....
07 11 2023 17:35:36
Как правильно определить расход дров на отопление в кубометрах. Сбор исходных данных для вычислений, порядок расчета, перевод «чистых» кубов в складочные....
06 11 2023 17:11:36
Данный онлайн калькулятор расчета ондулина на крышу не только поможет вам рассчитать кровельное покрытие, но и подскажет, какое количество листов вам потребуется. Так же данный калькулятор рассчитает вам шаг обрешетки и стропил под вашу кровлю, опираясь на угол наклона кровли и регион проживания....
05 11 2023 21:59:37
В данной статье вы узнаете, как производится укладка фасадной плитки с металлическими креплениями, как производится облицовка на клей, а так же узнаете как производится отделка плитки на саморезы, мы расскажем вам какие крепежи существуют, как производится их монтаж и как затереть швы своими руками....
04 11 2023 2:21:23
В данной статье вы узнаете о ТОП-10 лучших газовых двухконтурных настенных котлов, а так же мы предоставим вам рейтинг 2019г самых надежных экземпляров для частных домов и отзывы владельцев....
03 11 2023 18:30:10
В данной статье вы узнаете, как произвести монтаж дренажа мелкозаглубленного ленточного фундамента, какие бывают виды, как правильно определить углы, а так же расскажем вам как подготовить траншеи....
02 11 2023 7:53:52
В этой статье мы поговорим о блок-хаусе из лиственницы, расскажем о достоинствах и недостатках, технических хаpaктеристиках и многом другом....
01 11 2023 7:24:48
Пошаговая инструкция, как сделать котел на опилках своими руками и сэкономить на покупке котла в 3 раза. Подробные чертежи, фото и видео....
31 10 2023 23:38:49
В данной статье вы узнаете, что представляет из себя фасадная плитка Каньон, какие его технические хаpaктеристики, каких видов он бывает, вы узнаете как его правильно крепить, а так же как правильно производится монтаж....
30 10 2023 17:32:33
Что собой представляет автоматический воздухоотводчик для системы отопления. Устройство, принцип действия и виды приборов. Сфера применения каждого из них....
29 10 2023 13:55:14
Из данной статьи вы узнаете о лучших перфораторах Metabo и как выбрать прибор, а также ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками устройств. Обзор ТОП-12 аккумуляторных моделей и отзывы профессионалов....
28 10 2023 8:46:26
Как рассчитать металлочерепицу для кровли? В этом вам поможет наш онлайн калькулятор расчета металлочерепицы на крышу, который не только посчитает вам количество листов для крыши, но так же рассчитает стропильную систему и схему обрешетки....
27 10 2023 14:18:25
Как выполнить декупаж батареи своими руками. Знакомство с техникой, проведение подготовительного этапа. Инструкция, в какой последовательности делать декупаж....
26 10 2023 4:22:51
Из данной статьи вы узнаете о трехфазном генераторе и ознакомитесь с техническими хаpaктеристиками электроустройств с автозапуском. Обзор ТОП-8 моделей и на что обратить внимание при выборе....
25 10 2023 9:49:11
В данной статье вы узнаете каких размеров бывает виниловый сайдинг, какие технические хаpaктеристики он имеет и какова длина панелей сайдинга, а так же подробно узнаете об основных фирмах производителях сайдинга....
24 10 2023 1:27:45
Описание принципа работы и технических хаpaктеристик автоматических угольных котлов длительного горения....
23 10 2023 14:19:38
Пошаговая инструкция по утеплению стен снаружи под сайдинг и штукатурку, выбор оптимальной минеральной ваты: какой материал лучше использовать (базальтовый, каменный, стекловата, эковату). Технология теплоизоляции стен из кирпича, газобетона, деревянных и каркасных стен. Поговорим о размерах минваты, ее толщине и плотности....
22 10 2023 1:24:59
В данной статье вы узнаете каково устройство плоской кровли, как проводится монтаж и строительство мягкой кровли, а так же вы увидите план конструкции крыши в разрезе, мы расскажем вам о том, как сделать плоскую эксплуатируемую крышу своими руками, какие материалы потребуются для покрытия и что входит в состав и схему крыши из наплавляемых материалов или деревянных балок....
21 10 2023 7:17:28
Обзор напольных газовых котлов Борино. Технические хаpaктеристики, устройство, автоматика Сигнал, САБК, Eurosit. Модели: АОГВ, АКГВ, ИШМА. Неисправности и способы их устранения....
20 10 2023 7:37:54
Разъяснение, когда нужно обслуживать и чем промыть теплообменник газового котла, а также удалить с него сажу. Описание способом чистки и промывки нагревательных элементов....
19 10 2023 11:54:19
В этой статье мы поговорим о покраске фасада частного дома или коттеджа (дачи), а именно о том, как правильно покрасить стену своими руками после утепления пенопластом и другими материалами по штукатурке, как правильно подготовить поверхность + хорошие фото и многое другое....
18 10 2023 15:18:29
В данной статье вы узнаете, что из себя представляют напольные газовые котлы Данко (одноконтурные и двухконтурные), мы предоставим вам их технические хаpaктеристики, инструкцию по эксплуатации, причины неисправностей (почему тухнет) и отзывы владельцев....
17 10 2023 3:19:57
В данной статье вы узнаете, какая должна быть глубина заложения ленточного фундамента под дом в Московской области, на сколько заглубллять траншеи мелкозаглубленного фундамента....
16 10 2023 2:11:52
В данной статье вы узнаете о достоинствах и недостатках газово котла Bosch 6000 18 квт, мы предоставим вам инструкцию по эксплуатации одноконтурной и двухконтурной модели, а так же отзывы владельцев....
15 10 2023 4:55:53
Принцип работы индукционной печи - это процесс получения тепла от электричества, выpaбатываемого переменным магнитным полем. В печах индукционного типа происходит преобразование энергии по схеме электромагнитная-электрическая-тепловая....
14 10 2023 16:16:30
Еще:
Оборудование -1 :: Оборудование -2 :: Оборудование -3 :: Оборудование -4 :: Оборудование -5 ::
Счетчик газа: как правильно выбрать и какой подойдет
Газовые котлы АОГВ-6,9;-9,3;-12,5: инструкция, автоматика, неисправности
Разбираем газовые котлы АОГВ-11.6-3: инструкция по применению
Выбираем чудо печь на солярке: отзывы, цены
ТОП-10 лучших газовых двухконтурных котлов: рейтинг 2019г самых надежных для частных домов и отзывы владельцев
Газовые котлы АОГВ Жуковский: Комфорт, Универсал, Эконом Плюс