Waterkracht

danjanss

Voor een waterwiel met volgende gegevens zoek ik hoe ik de kracht kan berekenen van het koppel of de KW die deze zou kunnen opleveren. Ook hulp voor leveranciers van multiplicatiekast ( volgens kracht ) van 20RPM naar 1500 RPM voor alternator.

Of zoek ik beter naar een windturbine generator die minder toeren zou nodig hebben.

(Onder) Waterrad diameter 3 M

Schoepen 38

Debiet water 500l/sec

Valhoogte water 0,75 M

Wie heeft hier reeds enige ervaring mee en kan mij helpen.

Met dank

christof_enigma

Je gaat energie proberen te verkrijgen door een deel van de potentiele gravitatie energie die je water bezit(in het geval van een bovenslagmolen toch), om te zetten in kinetische energie van je waterwiel.

Het theoretisch mogelijke maximale vermogen dat je eruit zal kunnen halen:

delta E=m*g*delta h

P_max=massadebiet*g*delta h

=500 liter/s * 1kg/liter * 10N/kg * 0.75m=37500 Watt=37.5 kW

Nu ben ik niet thuis in het rendement van zulke waterwielen, maar in bepaalde gevallen zou er tot tegen de 80% gehaald kunnen worden. 25kW lijkt me dus geen gekke waarde om mee te rekenen.

Ik weet niet wat je net bedoelt met een windturbine generator, maar in alle behalve de allerkleinste windturbines wordt volgens mij gewerkt met een overbrenging om het toerental gevoelig op te drijven.

Als je naar een alternator wil die 1500RPM haalt moet je een serieuze overbrenging gebruiken, het is waarschijnlijk dus inderdaad interessanter om een alternator die aan lager toerental werkt te gebruiken.

Op school heb ik onlangs een windmolen gebouwd die elektriciteit opwekte dmv een naafdynamo van een fiets.Deze hoeft niet zo snel te draaien.Je zou naar iets gelijkaardigs als een naafdynamo op zoek kunnen gaan, maar dan in een grotere toepassing dan een fiets.

Ik ben benieuwd naar opmerkingen/suggesties van anderen.

wijsneus

danjanss schreef:Voor een waterwiel met volgende gegevens zoek ik hoe ik de kracht kan berekenen van...Valhoogte water 0,75 M

Wie ...Met dank

Expiriment(eel):

Ik ga uit van van prisma-vormige kommen die met een vierkante zijde gemonteerd zijn dus de vulzijde is ook rechthoekig.

Is het niet verstandiger om de valhoogte tot een minimum te beperken?-Dit geeft minder waterverlies dus houdt de omgeving droger.

Immers het gewichtverschil tussen de volle kommen aan de ene zijde en de geleegde kommen aan de andere zijde moet het werk toch doen?

Pobeer het rad te maken met een ongelijk aantal komdragers of armen.

Bij een arm lengte van 135cm en een kommiddelpunt van 150cm en een inhoud van 20 liter/kilo per kom heb je al een beste hefboom en wanneer de kom wat hoger dan de horizontale diameter gevuld wordt geeft het een gewichtverschil rond de 6 geheel gevulde kommen.

Het rad hoeft niet perse snel te draaien.

De opgewekte energie hangt van de overbrenging op het aggregaat of de dynamo af,maar lijkt mij voldoende om aan het verbuik van een gemiddelde gezinssituatie te leveren zeker wanneer er een (24 of misschien zelfs een 220 volt?) accu tussen geplaatst wordt die aan een piekvraag kan voldoen.

christof_enigma

Over die valhoogte:

dat is niet de hoogte die het water effectief vrij valt, maar wel het hoogteverschil tussen je aanvoerstroom van water en je afvoerstroom van water.Dit hoogteverschil zorgt immers voor de energie die je er zal uithalen.Hoe groter je hoogteverschil, hoe meer energie je er dus kan uithalen.Ideaal zou het water inderdaad zo weinig mogelijk vallen voor het in de kommen/kolommen van het rad valt, want dan ga je massa verliezen en gaat er dus minder massa gecontroleerd vallen en ga je dus uiteindelijk ook minder energie krijgen in je waterrad.

wijsneus

Dan heb jij het over een schoepenrad zoals (in omgekeerde vorm)wel gebruikt werd bij die showboats in het oude Amerika?.

Dan gebruik jij het effect van de valsnelheid op de ,,peddels''.

Om hiervan het effect te berekenen is ook het oppervlak in m2 van de peddels een factor en of ze hol of vlak zijn.

Het rendement is volgens mij dan wel uit vinden maar welke formule hierop losgelaten moet worden durf ik niet voor te zetten.

:eusa_whistle: Ik dacht even dat met een rad werdt gewerkt waarvan het gewicht aan water(volume van de kommen)het werk moest doen,dus een constante op ,,zwaartekracht werkende'' hefboom.

danjanss

Even ter aanvulling mijn rad heeft 38 schoepen van het poncelet type dus geen bakken of kommen.

Het poncelet type zou volgens gegevens gevonden op het net de beste verhouding kracht debiet leveren.

Dank voor de info

christof_enigma

christof_enigma schreef:Het theoretisch mogelijke maximale vermogen dat je eruit zal kunnen halen:

delta E=m*g*delta h

P_max=massadebiet*g*delta h

=500 liter/s * 1kg/liter * 10N/kg * 0.75m=37500 Watt=37.5 kW

Ik zie nu dat ik hier een fout heb staan, dat vermogen moet natuurlijk 3.75 kW zijn!

Verder heb ik me niet verdiept in de exacte krachtwerking van het water op het waterrad, in se is dit ook niet echt nodig.

Ik ga uit van water dat aangevoerd wordt op een bepaalde hoogte (hier 0.75m) en afgevoerd wordt op een lagere hoogte(hier 0m). Ik bereken het verschil in energie-inhoud van het water tussen hoogte 0.75m en 0m.Aangezien er geen energie kan verdwijnen, heeft het vallen van het water zelf een vermogen van 3.75 kW. (zie afbeelding 1 in bijlage voor verduidelijking.Op het internet vind ik dan een rendement van 70-80% voor een typisch waterrad. Dus het waterrad zelf heeft een vermogen dat ongeveer 70-80% is van het vermogen van het vallende water. Het is dan niet onredelijk om te veronderstellen dat je rad een vermogen heeft van 2.5 kW. In de generator zitten natuulijk ook nog verliezen, dus je effectief elektrisch vermogen zal nog wel wat lager zijn, maar een generator heeft meestal een redelijk hoog rendement dus de verliezen daar zullen erg beperkt zijn.

Het is belangrijk hierboven op te merken dat verondersteld wordt dat de snelheid van het water voor het rad en na het rad gelijk is, anders moet ook de kinetische energie van het water in rekening gebracht worden. Ik ben louter uitgegaan van vermogenlevering door een vallende massa.

Je kan ook energie halen uit de snelheid van het water(zie afbeelding 2). Om hiervan het vermogen te berekenen heb je de snelheid voor het waterrad en de snelheid na het waterrad nodig.

In de realiteit vermoed ik dat ook bij een rad dat vermogen haalt uit het hoogteverschil, er een verschil in snelheid zal zijn en dus ook het snelheidsverschil zal vermogen leveren.(in dat geval lijkt het me wel zo dat de krachtwerking van het water op het rad niet louter verticaal mag zijn, maw het water mag dan niet zuiver vallen op het rad, het moet ook een horizontale component hebben.)

In de aangegeven situatie was er enkel sprake van een hoogteverschil, dus ben ik daar dan ook van uitgegaan. Als de opstelling al bestaat zou de vraagsteller eventueel eens de stroomsnelheid voor en na het rad kunnen meten, en dan kan je zo het totale vermogen berekenen.

wijsneus

Als je bij het bovenste rad aan beide zijkanten een ronde plaat last of schroeft dan ontstaan er kommen die gevuld worden,door het gewicht bij de stroomsnelheid te voegen krijg je een sterker en constanter vermogen.

Water wat uit de vakken of kommen stroomt is meer een constante dus kan gecontroleerd in een onderliggend rad opnieuw zijn vermogen leveren.

De stroom is niet belangrijker dan het opgewekte vermogen.

Immers bij een lichtnet gaat in feite de stroom in en uit.

Het is voor de leverancier belangrijker welk vermogen er wordt geconsumeerd.

Daar zit de winst. :eusa_whistle:

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Waterkracht

Waterkracht

Re: Waterkracht

Re: Waterkracht

Re: Waterkracht

Re: Waterkracht

Re: Waterkracht

Re: Waterkracht

Re: Waterkracht