Izboljšana elektrostatična turbina iz recikliranih materialov: 16 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:04

To je popolnoma praskasta, elektrostatična turbina (EST), ki pretvarja visokonapetostni enosmerni tok (HVDC) v vrtilno gibanje z veliko hitrostjo. Moj projekt je navdihnil motor Jefimenko Corona, ki ga poganja električna energija iz ozračja:

Turbina je bila izdelana iz naslednjih elementov: plastične cevi in slamice za pitje, najlonski distančniki, karton, okovje za povezovanje in montažo pločevine ter vir energije HVDC, ki se uporablja namesto zemeljskega električnega polja. Turbina ima prozorno plastično ohišje, ki zmanjšuje tveganje nenamernega stika z visokonapetostno napetostjo, hkrati pa omogoča pogled od znotraj na turbino za predstavitve v razredu in na sejmu znanosti. Ko upravljate turbino v zatemnjenem prostoru, koronski razelektritev ustvari duhovit, modro-vijoličen sij, ki osvetljuje notranjost ohišja. Medsebojna primerjava prejšnje različice EST kaže manjši, bolj poenostavljen profil. Za gradnjo sem uporabil preprosto ročno orodje in električni vrtalnik. Pozor: Ta projekt lahko proizvaja plin ozon in ga je treba upravljati na območjih z ustreznim prezračevanjem. Delovne rokavice so priporočljive pri delu s pločevino zaradi ostrih robov. Nazadnje, HVDC ni vedno uporabniku prijazen, zato ravnajte v skladu s tem!

1. korak: Kako deluje EST-3?

EST ima 6 elektrod iz folije z ostrimi robovi, ki obkrožajo plastični rotor. Obstajajo 3 zaporedno vroče elektrode, ki odlagajo nabite delce na površino rotorja. Vroče elektrode se polarno izmenjujejo s 3 ozemljenimi rotorji (v tem primeru: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Vroče elektrode razpršijo rotor z enakimi naboji, ki jih elektrode nato odbijejo, kar povzroči vrtenje rotorja. S postopkom indukcije vsaka vroča elektroda pritegne segment rotorja, ki ga je električno nevtralizirala prejšnja ozemljitvena elektroda. Rotor ima podlogo iz pločevine za optimizacijo naklona električnega polja med prednjim robom vsake elektrode in površino rotorja. Delovanje vročih elektrod, ki razpršijo ione na rotor, skupaj z ozemljitvenimi elektrodami na podrobnosti čiščenja, je omogočilo, da neobremenjena turbina doseže 3, 500 vrt / min z ionizatorjem industrijske kakovosti. Skica prikazuje prototip EST z 8 elektrodami, ki je bil nesrečen zaradi notranjega loka med elektrodami, ki sta preblizu skupaj.

Predavanje: Pred uporabo visokonapetostnega vira energije se prepričajte, da so elektrode ustrezno izolirane in/ali razmaknjene; v nasprotnem primeru bi lahko svojo turbino zmanjšali na vroč vroč dim!

2. korak: Poiščite plastične cevi za ohišje in rotor

Te akrilne cevi sem našel v košu za odpadke v lokalni trgovini s plastiko. Uporabil sem jih za izdelavo ohišja turbine in rotorja. Natančne mere niso pomembne. Ena cev se mora prilegati v drugo z več cm cm prostora naokoli. Delale bi tudi trde plastične steklenice, na primer posode z vitamini, z odrezanimi vrhovi in dnom.

3. korak: Iz purana izrežite elektrode

Šest elektrod je bilo odrezanih iz zavrženega aluminijastega purana, ki je ostal pri večerji. (Nasvet za gradnjo: Uporabite ponev za kuhanje velike ptice, kovina je težja in se manj verjetno upogne.) Dolžino vsake elektrode sem odrezal približno enako dolžini rotorja, pri tem pa se trudil, da se ne zdrobi na valjane robove.

4. korak: Vstavite podporne palice za elektrode

V luknjo vsake elektrode sem vstavil 8-32 navojni segment palice (prileganje je bilo na mestu !!). Segmenti so bili 3,0 cm daljši od ohišja turbine.

5. korak: Poravnajte vodilne robove elektrod

Z valjarjem sem v foliji odstranil nabore in madeže.

Korak 6: Obrežite in zaokrožite robove elektrod

Vodilne robove vsake elektrode smo z rezalnikom papirja obrezali na 1,0 cm. Vogali so bili zaokroženi s hobi datoteko za zmanjšanje uhajanja korone.

Korak 7: Izrežite zadrževalne plošče in zaključne kape za ohišje in rotor

Izrezala sem komplet 6 kartonskih plošč, da sem naredila zaključne kape ohišja; še en komplet diskov za končne pokrove rotorja; in na koncu sem izrezal tretji komplet diskov, da naredim zadrževalne plošče za ležaje.

8. korak: Preverite zaključne kape, rotor in ohišje

Rotor in končne pokrovčke ohišja sem zdrsnil čez trdo leseno palico s premerom 1/4 palca, ki je služila kot gred turbine. Kasneje pri gradnji je bil moznik nadgrajen v akrilno palico za boljši videz. Preveril sem namestitev končne kapice in preveril, ali je rotor koncentrično nameščen v ohišju. (Konstrukcijski nasvet: papirnate trakove, namazane z lepilom za les, ovijte okoli diskov, dokler se tesno ne prilegajo v cevi.)

9. korak: Ponovno izvrtajte pokrovčke ohišja ohišja ležajev

Za sestavljanje ohišja in pokrovčkov rotorja sem uporabil lepilo za les. Nato so bile izvrtane luknje 60 stopinj narazen vzdolž zunanjega oboda končnih pokrovov ohišja, da so lahko sprejele navojne nosilne palice. Drugi obroč lukenj 120 stopinj narazen je bil izvrtan na sredini med zunanjim obročem in sredino. Ustrezen niz lukenj je bil izvrtan skozi zadrževalne plošče. Sprva sem izvrtal središča pokrovčkov ohišja, da sem sprejel kovinske ležaje. Ko pa se je turbina približala polni moči, so potegnili iskrice s konic elektrod. Našel sem rešitev, ki je vključevala 1/4 palčni ID, neprevodne najlonske distančnike kot ležaje. Pritrdil sem jih s tremi najlonskimi vijaki 8-32, vstavljenimi skozi zadrževalno ploščo. Ko sem ročno zavrtel rotor, je prišlo do kotalnega upora, vendar se turbina verjetno ne bi opekla in se spremenila v SHM (kajenje vroče zmešnjave).:> D

10. korak: Izvrtajte montažne luknje v ohišju

Na vsakem koncu cevi ohišja sem izvrtal dve montažni luknji velikosti 1/4 palca. Luknje so sprejele najlonske vijake 1/4 palca z zapornimi podložkami in šestrobnimi maticami.

11. korak: Na elektrode priključite strojno opremo za povezovanje in podporo

Na vsako ozemljitveno palico sta zdrsnila dva obročna priključka, kot je prikazano. Kot stojala sem uporabil gumijaste vložke (3/16 ID). Ta postopek so ponovili za elektrificiran konec turbine. Vse je bilo začasno pritrjeno z najlonskimi želodovimi maticami, da bi preverili njihovo dobro prileganje. (Rotor pri tem ni bil nameščen točka.)

Korak: Pripravite sklop rotorja

Sprva sem cev rotorja pokril s kovinsko pločevino, izrezano iz pločevinke piva, nato pa okoli cevi spiralno navijal plastični trak. Pozneje, ko smo vklopili turbino, je minilo veliko časa, preden je notranji lok elektrod prebil trak in uničil rotor -!@#$, Še ena opečena turbina! (Na sliki pri šibki svetlobi se pojavijo trije luknjičasti loki). Boljša ideja je bila odstraniti prvotni trak in pokriti pločevino z debelejšim izolacijskim materialom z večjo dielektrično trdnostjo. Uporabil sem list trpežne plastike, izrezan iz paketa pasjih priboljškov, ki sem ga pritrdil s trakom.

Korak: Namestite sklop rotorja

Odstranil sem ozemljitev iz turbine in vstavil dokončan rotor, dokler gred ni popolnoma zaskočila ležajev. Obročni priključki so bili dodani na položajih 5:00 in 7:00 za vnos energije.

Korak 14: Popravite in izolirajte elektrode

Malo verjetno je, da bi turbina delovala pravilno b/c, med vstavljanjem sklopa rotorja je bilo upognjenih več vodilnih robov. Moje delo je bilo razstaviti turbino in nato epoksidno palico za mešanje kave na vsako elektrodo kot nosilec. Palice so bile pripravljene z med/finim brusnim papirjem in nato obarvane s srebrnim peresnikom. Za izolacijo nosilnih palic sem uporabil 12 barvno označenih odsekov slame (0,5 cm ID x 3,5 cm). Vsak odsek je zdrsnil skozi podporno palico, tako da je šel skozi luknjice in luknje na koncu pokrova.

Korak 15: Ponovno sestavite turbino in nastavite vrzeli

Ko sem turbino spet sestavil (spet!) In serijsko ožičil vroče in ozemljene elektrode, sem pritrdil vhodne žice na vezna mesta. Razdalje vrzeli so bile nastavljene z nategovanjem želodovih matic na koncu vsake palice, dokler niso bili vodilni robovi znotraj 1 mm od površine rotorja. Izrezala sem rokav iz 1/4 palčne slamice ID "Big Gulp" in ga zdrsnila po koncih osi, da omejim gibanje rotorja ob strani.

Korak 16: Testni zagon

Turbina je brnela pri 13,5 kV z 1,0 mAmp porabo; višji potenciali so povzročili lok in izgubo moči. Tukaj je videoposnetek, ki prikazuje EST, ki deluje z veliko hitrostjo. Drugi video je tukaj. Spremljajte obvestila o tem, kaj lahko stori EST!