Kincir Angin: Konstruksi Mereka Untuk Listrik. Apa Itu Dan Bagaimana Cara Kerjanya? Perangkat, Deskripsi Bilah. Untuk Apa Penggilingan?

2024 Pengarang: Beatrice Philips | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-09 13:28

Mengetahui segala sesuatu tentang kincir angin, apa itu dan bagaimana cara kerjanya, diperlukan bukan hanya karena minat yang menganggur. Perangkat dan deskripsi bilah tidak semuanya, Anda perlu memahami untuk apa penggilingan itu. Cukuplah untuk mengatakan tentang kincir angin dan konstruksinya untuk listrik, tentang nilai ekonomi lainnya.

Sejarah asal

Pabrik dibuat pada saat penanaman massal gandum dan sereal lainnya dimulai. Tapi mereka tidak bisa segera menggunakan kekuatan angin untuk memutar struktur. Pada zaman kuno, roda diputar oleh budak atau hewan penarik . Kemudian, mereka mulai membuat kincir air. Dan akhirnya, bagaimanapun, sudah ada struktur angin.

Terlepas dari kesederhanaannya yang tampak, pada kenyataannya, sebaliknya, sangat kompleks . Menjadi mungkin untuk membuat produk seperti itu hanya dengan mempertimbangkan beban dari angin dan dengan pemilihan durasi mekanisme yang tepat untuk tugas tertentu. Dan tugas-tugas ini sangat beragam - baik memotong kayu maupun memompa air. Model paling awal - "kambing" - dibangun dengan cara yang sama seperti rumah kayu.

Kemudian muncul apa yang disebut pabrik tenda, yang memiliki tubuh tetap, hanya bagian atas dengan poros utama yang berputar.

Model seperti itu mampu menggerakkan 2 batu giling dan karenanya dibedakan oleh peningkatan produktivitas . Pabrik dianggap, yang khas, bukan hanya alat utilitarian. Dia sangat penting dalam mitos, legenda, dan dongeng. Tidak ada negara di mana ide-ide seperti itu tidak ada. Ada berbagai motif mitos: orang-orang yang dikubur selama pembangunan yayasan, roh yang tinggal di pabrik, harta karun, lorong bawah tanah yang misterius, dan sebagainya.

Perangkat dan prinsip operasi

Kincir angin bekerja karena arus udara bekerja pada baling-baling dan menggerakkannya. Dorongan ini menuju ke perangkat transfer, dan melaluinya - ke bagian kerja pabrik yang sebenarnya. Pada model lama, bilah ditingkatkan menjadi beberapa meter . Hanya dengan cara ini dimungkinkan untuk meningkatkan area kontak dengan arus udara. Nilai tersebut dipilih sesuai dengan fungsi utama dan daya yang dibutuhkan.

Jika gilingan dirancang dengan bilah terbesar, maka dapat menggiling tepung . Ini adalah satu-satunya solusi yang memastikan pemuntiran batu giling berat yang efisien. Perbaikan desain telah dimungkinkan oleh pengembangan konsep aerodinamis. Perkembangan teknologi modern memungkinkan untuk memberikan hasil yang baik bahkan dengan area kontak angin yang relatif sederhana.

Tepat di belakang bilah di sirkuit ada gearbox atau mekanisme transmisi lainnya . Dalam beberapa model, ini ternyata menjadi poros tempat bilah dipasang. Ujung poros yang lain dilengkapi dengan alat (unit) yang melakukan pekerjaan. Namun, desain ini, meskipun sederhana, secara bertahap ditinggalkan.

Ternyata sangat berbahaya dan tidak dapat diandalkan, dan tidak realistis untuk menghentikan pekerjaan pabrik, bahkan dalam kasus yang paling serius.

Versi gearbox ternyata jauh lebih efisien dan elegan . Gearbox mengubah impuls dari baling-baling yang berputar menjadi pekerjaan yang berguna. Dan ada baiknya melepaskan bagian-bagian gearbox, Anda dapat dengan cepat berhenti bekerja. Karena itu, mekanismenya tidak berputar dengan sia-sia, dan bahkan peningkatan angin yang tajam tidak begitu menakutkan. Penting: sekarang pabrik digunakan secara eksklusif untuk listrik.

Tetapi bahkan munculnya pabrik pertama adalah revolusi nyata dalam teknologi. Tentu saja, hari ini 5 - 10 liter. dengan.di sayap tampaknya menjadi ukuran yang benar-benar "kekanak-kanakan". Namun, di era ketika tidak hanya ada motor skuter, tetapi juga beberapa abad sebelum lokomotif uap, ini menjadi pencapaian yang luar biasa. Pada abad XI-XIII, manusia menerima kekuatan yang dimilikinya, yang tidak dapat diakses di era sebelumnya . Pasokan listrik ekonomi segera meningkat secara signifikan, dan itulah sebabnya, dalam banyak hal, peningkatan tajam dalam ekonomi Eropa selama periode itu menjadi mungkin.

Pro dan kontra

Paling mudah membandingkan kincir angin dengan analog air. Struktur air memiliki sejarah panjang dan tidak tergantung pada perubahan angin. Arus air jauh lebih stabil. Anda juga dapat menggunakan kekuatan pasang surut, yang sama sekali tidak dapat diakses oleh turbin angin . Keadaan ini menyebabkan fakta bahwa prevalensi kincir air berkali-kali lebih tinggi di negara bagian mana pun pada Abad Pertengahan.

Kekuatan angin untuk menggiling biji-bijian, seperti yang telah disebutkan, mulai diterapkan kemudian . Solusi ini, di samping itu, memerlukan biaya tambahan yang signifikan. Namun, di Belanda pada abad ke-15, dan terutama sejak awal abad ke-17, keuntungan lain dari kincir angin dihargai. Mereka mendorong rantai dengan sendok yang menghilangkan air tanah. Tanpa inovasi ini, tidak mungkin mengembangkan sebagian besar wilayah Belanda modern.

Selain itu, kincir angin bahkan dapat berdiri di tempat yang kering dan tidak terikat pada badan air.

Di Belanda, kincir angin menjadi populer karena alasan lain .- ada angin barat yang bertiup hampir terus menerus, membawa udara dari Samudra Atlantik menuju Laut Baltik. Oleh karena itu, tidak ada masalah khusus baik dengan orientasi bilah maupun dengan penggunaan teknologi. Saat ini, paling tepat untuk membandingkan kincir angin dengan kincir air bukan dalam hal kualitas dan kemampuan penggilingan biji-bijian, tetapi dalam hal kesesuaian untuk pembangkit listrik. Stabilitas catu daya berkurang, biaya energi jaringan meningkat, dan oleh karena itu sangat penting untuk memilih jenis yang cocok untuk Anda.

Peternakan angin beroperasi pada sumber daya yang hampir tak terbatas . Selama Bumi memiliki atmosfer dan matahari menyinari planet ini, angin tidak akan berhenti. Perangkat semacam itu tidak mencemari lingkungan karena, tidak seperti sistem diesel dan bensin, mereka tidak memancarkan zat beracun. Namun, tidak mungkin untuk menyebut pembangkit listrik tenaga angin sepenuhnya ramah lingkungan, karena menimbulkan banyak kebisingan, dan di sejumlah negara mereka bahkan memberlakukan pembatasan hukum. Akhirnya, kincir angin tidak dapat beroperasi secara normal selama musim migrasi burung.

Di Rusia, belum ada batasan kebisingan atau kalender . Tapi mereka bisa muncul kapan saja. Dan bagaimanapun juga, ladang angin - baik kincir angin modern maupun kincir angin klasik - tidak dapat ditempatkan di sekitar perumahan. Selain itu, efisiensi nyata ditentukan oleh musim, waktu, cuaca, medan; semua ini secara langsung mempengaruhi laju aliran udara dan efisiensi penerapannya.

Kerugian lain dari ladang angin adalah ketidakstabilan angin yang sudah dicatat. Penggunaan baterai sebagian memecahkan masalah ini, tetapi pada saat yang sama memperumit sistem dan membuatnya lebih mahal. Terkadang juga perlu menggunakan sumber energi lain . Tetapi kincir angin dipasang dengan cepat - dengan mempertimbangkan persiapan situs, itu akan memakan waktu tidak lebih dari 10-14 hari. Banyak ruang diperlukan untuk pemasangan seperti itu, terutama mengingat rentang bilah dan ruang yang harus bebas untuk alasan keamanan.

Jenis ikhtisar

Kincir angin produksi penggilingan tepung bekerja dengan 1 atau 2 batu giling. Beralih ke angin terjadi dalam dua cara - dengan gantry dan hipped . Teknik gantry berarti bahwa seluruh gilingan benar-benar diputar di sekitar tiang kayu ek. Pilar ini dipasang di pusat gravitasi dan tidak simetris dengan bodi. Beralih ke angin menghabiskan banyak energi dan karena itu sangat sulit.

Secara tradisional, pabrik gantry telah dilengkapi dengan transmisi mekanis satu tahap . Dia secara efektif memutar poros rintisan. Pabrik Bock juga dibuat sesuai dengan metode gantry. Pilihan yang lebih sempurna adalah skema tenda (alias Belanda). Di bagian atas, bangunan dilengkapi dengan rangka ayun yang menopang roda dan dimahkotai dengan atap berpinggul.

Karena konstruksinya yang ringan, berbelok ke arah angin berlangsung dengan lebih sedikit usaha . Kincir angin bisa memiliki penampang yang sangat besar, karena ia diangkat ke ketinggian yang sangat tinggi. Dalam kebanyakan kasus, pabrik tenda dilengkapi dengan transmisi dua tahap. Struktur perantaranya adalah pabrik tipe quiver. Di dalamnya, lingkaran belok terletak pada ketinggian 0,5 tubuh, subspesies penting adalah pabrik drainase.

Kecepatan kincir angin di masa lalu dibatasi oleh kekuatan perangkat transmisi. Pembatasan dikaitkan dengan roda kayu dan tarsus. Akibatnya, tidak mungkin untuk meningkatkan koefisien penerapan energi angin (efisiensi). Gigi itu sendiri dan betis untuk mereka dibuat sesuai dengan templat dari kayu kering berkualitas tinggi. Cocok untuk tujuan ini:

• akasia;
• Pohon birch;
• sinar tanduk;
• pohon elm;
• maple.

Pelek roda poros utama terbuat dari birch atau elm. Papan diletakkan dalam dua lapisan. Di luar, pelek dipangkas dengan hati-hati dalam lingkaran; baut digunakan untuk menahan jari-jari. Baut yang sama membantu mengencangkan cakram. Perhatian utama dalam meningkatkan desain diberikan pada eksekusi sayap.

Di pabrik yang cukup tua, kisi-kisi sayap ditutupi dengan kanvas . Tetapi kemudian fungsi yang sama berhasil dilakukan oleh dewan. Ditemukan juga bahwa papan cemara lebih cocok. Awalnya, sayap dibuat dengan sudut bilah konstan, yang bervariasi dari 14 hingga 15 derajat. Membuatnya cukup sederhana, tetapi terlalu banyak energi angin yang terbuang percuma.

Penggunaan bilah heliks memungkinkan peningkatan efisiensi hingga 50% dibandingkan dengan versi yang lebih lama . Sudut baji variabel di ujung berkisar dari 1 hingga 10, dan di pangkalan dari 16 hingga 30 derajat. Salah satu opsi paling modern adalah dengan profil semi-ramping. Menjelang akhir periode pabrik tenda, mereka dibangun hampir secara eksklusif dari batu. Dalam beberapa kasus, tentu saja, sistem angin terhubung ke pompa air, yang memungkinkan untuk mengairi tanah.

Pada tipe paling awal dari struktur seperti itu, seperti pada pabrik tepung, dimungkinkan untuk mengurangi area sayap dengan melepas sebagian layar atau membuka tirai. Solusi ini memungkinkan untuk mencegah kerusakan bahkan dengan peningkatan angin. Namun masih terdapat masalah pada turbin angin kecepatan rendah dengan jumlah sudu yang banyak atau dengan lebar sayap yang besar. Alasannya cukup jelas - ini adalah momen yang sangat serius dan membuat frustrasi. Solusinya ditemukan oleh perusahaan Jerman Kester, yang memproduksi roda angin Adler dengan bilah minimum dan jarak yang signifikan di antara mereka; desain ini sudah memiliki kecepatan rata-rata.

Bahkan desain yang lebih canggih pada sisi isap sayap dilengkapi dengan katup khusus . Oleh karena itu, penyesuaian terjadi secara otomatis, yang memastikan kinerja setinggi mungkin. Dalam kondisi kerja, penahan katup disediakan oleh pegas. Semuanya dirancang sedemikian rupa sehingga karena katup ini, bahkan dengan gerakan aktif, tidak ada resistensi yang kuat. Jika kecepatan yang disetel terlampaui karena gaya sentrifugal, katup diputar.

Pada saat yang sama, resistensi terhadap aliran udara meningkat, digunakan jauh lebih lancar dan tidak seefisien biasanya. Tetapi biasanya adalah mungkin untuk mengurangi momen regangan. Selama abad 18 dan 19, kincir angin sudah digunakan di seluruh planet ini . Mereka tidak lagi dibuat dengan metode semi-kerajinan, mereka mulai memproduksi motor angin multi-blade yang terbuat dari logam di pabrik. Pada akhir abad ke-19, hanya beberapa model yang tidak memiliki fungsi penyesuaian otomatis tingkat torsi dan fiksasi kaku roda ke arah motor.

Di negara-negara industri, ratusan ribu set untuk pabrik telah dibuat setahun .… Produksi model ekonomis yang ditingkatkan, yang dirancang terutama untuk menghasilkan listrik, juga telah dimulai. Kekuatan sistem semacam itu relatif rendah, biasanya tidak melebihi 1 kW, paling sering direncanakan untuk dilengkapi dengan roda dengan 2-3 bilah tipe dayung. Koneksi ke generator terjadi melalui peredam. Untuk menyimpan energi dalam sistem seperti itu, baterai berkapasitas kecil dan menengah digunakan.

Fitur konstruksi

Untuk membangun pabrik, Anda perlu mempertimbangkan sejumlah nuansa.

Pemilihan kursi

Penting untuk mempertimbangkan rotasi bilah. Oleh karena itu, tidak boleh ada bangunan dan struktur asing di dekatnya. Dianjurkan untuk memilih area datar, jika tidak, bangunan mungkin miring. Situs ini dibersihkan dari semua vegetasi dan hal-hal lain yang mengganggu . Mereka juga memperhitungkan bagaimana semuanya akan terlihat secara eksternal.

Alat dan bahan

Anda bahkan dapat membuat kincir angin dari kayu lapis, plastik atau logam tahan lama. Tidak ada juga yang melarang menggabungkannya. Namun demikian, pendekatan klasik secara optimal dicocokkan dengan penggunaan papan kayu, kayu, kayu lapis. Polyethylene digunakan untuk waterproofing, dan bahan atap untuk atap. Itu sebabnya kami juga membutuhkan palu dan paku, bor, gergaji dan alat lain untuk konstruksi kayu: planer, gerinda sudut, ember dan sikat.

Dasar

Terlepas dari dekorasi sebagian besar kincir angin, skema konstruksi masih melibatkan persiapan fondasi. Menggali lubang dan menuangkan mortar adalah opsional. Cukup menggunakan tata letak bilah atau log . Biasanya desainnya mendekati bentuk trapesium. Bingkai bagian dalam dan luar dihubungkan menggunakan tiang vertikal yang ditempatkan pada sudut tertentu.

Dinding dan atap

Saat menutupi struktur, perhatikan bukaan jendela dan pintu. Titik pemasangan blade juga penting . Pintu dipasang dengan pengencang tambahan. Balok dengan bilah dapat diperkuat dengan batang. Pelapis dimungkinkan dengan bahan apa pun yang menyediakan permukaan yang tertutup rapat, yang paling berwarna adalah kayu.

Bentuk atap dipilih secara individual . Cakupan halus dan lurus tidak lebih buruk dari satu set sudut. Lapisan bahan atap akan memberikan waterproofing yang cukup. Atap depan diperoleh dengan menggunakan papan atau kayu lapis. Tidak perlu menggunakan lebih banyak lapisan dekoratif.

Pemasangan generator angin

Penggilingan harus ditempatkan di tempat yang kering dan disiapkan. Jangkar digunakan sesuai kebutuhan untuk memastikan kekakuan jangkar. Pastikan untuk memeriksa dengan hukum dan peraturan agar tidak memiliki masalah. Bagaimanapun, rekomendasi untuk keselamatan listrik dan pembumian juga diikuti . Penting untuk menghubungkan generator melalui kabel dari bagian tertentu dan dalam isolasi "jalan".

Pabrik tua yang paling terkenal

Pabrik Rhodes, yang terletak di dekat pelabuhan Mandrnaki, menghancurkan biji-bijian untuk waktu yang sangat lama, yang dikirim langsung ke pelabuhan melalui laut. Awalnya, ada 13 di antaranya, menurut sumber lain - 14. Tetapi hanya 3 yang bertahan hingga zaman kita dan dilestarikan sebagai monumen. Di pulau land, situasinya hampir sama - alih-alih 2.000 pabrik, hanya 355 yang selamat . Mereka dibongkar pada awal abad terakhir, karena kebutuhannya hilang, untungnya, bangunan yang paling indah selamat.

Juga perlu diperhatikan:

Zaanse Schans (utara Amsterdam)

penggilingan pulau Mykonos

kota Consuegra

jaringan pabrik Kinderdijk