O uso de pontes aéreas em turbinas eólicas. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Se você planeja usar uma turbina eólica para levantar água, poderá usar um transporte aéreo como bomba. É um dispositivo que utiliza energia de ar comprimido para transportar água. Suas vantagens incluem a ausência de partes móveis, a capacidade de bombear água não clarificada, autorregulação na alteração do nível da água e do volume de fornecimento de ar, confiabilidade e segurança durante a operação. Pode ser usado para retirar água de poços, poços e fontes fluviais.

Com uma eficiência relativamente baixa do próprio transporte aéreo (0,2-0,4), a eficiência geral da instalação é significativamente maior do que quando se utiliza uma turbina eólica com gerador elétrico e fonte de alimentação ininterrupta.

O projeto de uma turbina eólica bombeadora é simples. Consiste em repelente, mastro, transmissão, compressor e transporte aéreo. Para aumentar a velocidade do compressor, pode ser usada uma transmissão por correia em V com uma relação de transmissão apropriada. Para construir uma pequena turbina eólica de bombeamento, é adequado um compressor de um carro ZIL ou similar.

Tendo selecionado um compressor adequado, o overdrive e o repeller são calculados com base em seus parâmetros. O desempenho do compressor determinará o desempenho do transporte aéreo. A pressão desenvolvida pelo compressor dependerá da profundidade de imersão do bico airlift. Para reduzir a relação de transmissão de overdrive para 2-3, é aconselhável usar um repelente do tipo rotor com diâmetro de até 1 m. A uma velocidade do vento de cerca de 6 m/s, a velocidade de rotação do compressor será de cerca de 450 rpm . O torque correspondente é alcançado pela altura do rotor repelente. A estrutura do transporte aéreo em si é ilustrada na Fig.

O ar comprimido do compressor 1 é fornecido através do tubo 2 ao bocal 3 localizado abaixo do nível da água. Os orifícios do bocal quebram o fluxo de ar em bolhas separadas, que sobem pelo tubo ascendente 4. A mistura mais leve de água-ar no tubo 4 é deslocada por uma coluna de líquido para o tanque separador de ar 6. Com fornecimento contínuo de ar ao bocal 3, a mistura água-ar é fornecida para cima e a água flui para o bocal ao longo da tubulação de abastecimento 5. No separador de ar 6, a mistura água-ar flui da extremidade do tubo ascendente 4, e o ar contido nela escapa para o atmosfera. A profundidade de imersão do bocal e a concentração de ar na mistura ar-água determinam a altura de entrega do transporte aéreo.

Os nomogramas para cálculo do transporte aéreo são apresentados na Fig.

Suponhamos que queremos elevar água de um poço utilizando um compressor com capacidade V = 0,33 m3/min até uma altura Hg = 7,5 m, enquanto a profundidade de imersão possível do bocal no nosso caso é Npf = 5 m.

A altura geométrica de elevação é calculada a partir da expressão:

N=Ng+Npf=12,5 m.

O valor da imersão relativa do bico é determinado a partir da razão:

αпф=Нпф/Н=5/12,5=0,4.

É desejável que este valor esteja na faixa de 0,3...0,8.

A pressão que o compressor deve desenvolver, levando em consideração as perdas na tubulação, é calculada pela fórmula:

Pk = (0,11...0,12)Npf = (0,11...0,12)5 = 0,55...0,6 (kgf/cm2).

De acordo com o nomograma da Figura 2, a para αpf = 0,4 e Npf = 5 m, o fluxo de ar específico α = 4 é encontrado. O fluxo de transporte aéreo Q (m3/h), com base no desempenho do compressor V (m3/min), é calculado usando a fórmula:

Q=60V/α=60⋅0,33/4=5 м3/ч.

Utilizando o nomograma da Fig. 2,b para αпф=0,4 e Q=5 m3/h, é determinado o diâmetro necessário do tubo ascendente d=50 mm.

A velocidade econômica de movimento da mistura no tubo ascendente não excede 6...10 m/s. À medida que a mistura sobe, sua velocidade aumenta devido à expansão das bolhas de ar, de modo que o tubo ascendente no topo tem um diâmetro maior. O ponto de transição de um diâmetro para outro é determinado calculando a velocidade ao longo do comprimento do tubo. Com uma altura de alimentação de até 60 m, a transição do tubo de elevação para um diâmetro maior, via de regra, não é prevista.

O bico pode ser configurado da seguinte forma. No tubo ascendente, no local onde está equipado o bocal, são feitas cinco fiadas de furos em padrão xadrez com uma broca D2...3 mm com passo entre os furos e fiadas de 15...20 mm. Acima e abaixo dos furos, dois flanges são soldados no tubo ascendente. A área do bico é fechada com um pedaço de tubo de grande diâmetro e soldada ao longo dos flanges. Um acessório ou tubo para fornecimento de ar é soldado no flange superior.

Abaixo do bocal, restam 0,3...0,6 m de tubo ascendente em forma de tubo de alimentação.

Para evitar que o óleo entre na água, um separador de óleo deve ser instalado no duto de ar após o compressor. É aconselhável pintar o transporte aéreo, por exemplo, com cola epóxi diluída em solvente.

Autores: D.A. Duyunov, A.V. Pizhankov

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