بهبود توربین الکترواستاتیک ساخته شده از مواد قابل بازیافت: 16 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

این یک توربین الکترواستاتیک کاملا خراشیده (EST) است که جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) را به حرکت دورانی با سرعت بالا تبدیل می کند. پروژه من از موتور Jefimenko Corona الهام گرفته شده است که از برق جو تغذیه می کند:

این توربین از اقلام زیر ساخته شده است: لوله های پلاستیکی و نی های آشامیدنی ، فاصله دهنده های نایلونی ، مقوا ، سخت افزار اتصال و نصب ورق فلزی و همچنین منبع تغذیه HVDC که به جای میدان الکتریکی زمین استفاده می شود. این توربین دارای یک محفظه پلاستیکی شفاف است که خطر تماس تصادفی با HV را کاهش می دهد و در عین حال اجازه می دهد تا نمای داخلی توربین را برای نمایش در کلاس درس و نمایشگاه علم ارائه دهد. هنگام کار با توربین در یک اتاق تاریک ، تخلیه تاج یک درخشش شبح و بنفش آبی ایجاد می کند که داخل محفظه را روشن می کند. مقایسه جانبی نسخه قبلی EST مشخصات کوچکتر و ساده تر را نشان می دهد. برای ساخت از ابزارهای دستی ساده و مته برقی استفاده کردم. احتیاط: این پروژه می تواند گاز ازن تولید کند و باید در مناطقی با تهویه مناسب مورد استفاده قرار گیرد. هنگام کار با ورق فلز به دلیل لبه های تیز ، دستکش کار توصیه می شود. در نهایت ، HVDC همیشه کاربر پسند نیست ، بنابراین مطابق آن عمل کنید!

مرحله 1: EST-3 چگونه کار می کند؟

EST دارای 6 الکترود فویل با لبه های تیغ است که روتور پلاستیک را احاطه کرده است. 3 الکترود داغ با سیم سری وجود دارد که ذرات باردار را روی سطح روتور رسوب می دهند. الکترودهای داغ در قطب با 3 روتور متصل می شوند (در این مورد: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). الکترودهای داغ روتور را با بارهای مشابه اسپری می کنند که سپس الکترودها آنها را دفع می کنند و باعث چرخش روتور می شوند. از طریق فرایند القایی ، هر الکترود داغ بخش روتور را که توسط الکترود زمین قبلی خنثی شده است ، جذب می کند. روتور دارای یک ورق فلزی برای بهینه سازی شیب میدان الکتریکی بین لبه اصلی هر الکترود و سطح روتور است. عملکرد الکترودهای داغ که یونها را روی روتور می پاشند همراه با الکترودهای زمینی بر روی جزئیات پاکسازی ، توربین تخلیه شده را قادر می سازد تا با استفاده از یونیزه کننده صنعتی به سرعت 3،500 دور در دقیقه برسد. این طرح نمونه اولیه EST با 8 الکترود را نشان می دهد که به دلیل قوس داخلی بین الکترودهایی که بسیار نزدیک هم قرار گرفته اند ، شکست ناگواری بود.

درس خارج کردن: قبل از استفاده از منبع تغذیه خروجی بالا ، مطمئن شوید که الکترودها به درستی عایق بندی شده و/یا از یکدیگر فاصله دارند. در غیر این صورت ، توربین شما می تواند به یک سیگار کشیدن داغ تبدیل شود!

مرحله 2: لوله های پلاستیکی برای مسکن و روتور را تعیین کنید

من این لوله های اکریلیک را در سطل زباله فروشگاه پلاستیک محلی پیدا کردم. من از آنها برای ساخت محفظه توربین و روتور استفاده کردم. ابعاد دقیق مهم نیست یک لوله باید داخل لوله دیگر با فاصله چند سانتی متری از اطراف قرار گیرد. بطری های پلاستیکی سفت و سخت ، مانند ظروف ویتامین ، که قسمت بالایی و پایینی آن قطع شده باشد نیز کار می کند.

مرحله 3: الکترودها را از یک تابه بوقلمون جدا کنید

شش الکترود از یک ظرف تمیز کننده بوقلمون آلومینیومی دور ریخته شده که از یک مهمانی شام باقی مانده بود ، بریده شد. (نکته ساختمانی: برای پختن یک پرنده بزرگ از تابه استفاده کنید ، فلز سنگین تر است و احتمال خم شدن کمتری دارد.) من طول هر الکترود را تقریباً برابر طول روتور برش می دهم در حالی که سعی می کنم لبه های نورد شده له نشوند.

مرحله 4: میله های پشتیبانی الکترود را وارد کنید

من یک قطعه 8-32 میله ای نخ دار را از طریق سوراخ هر الکترود وارد کردم (تناسب روی نقطه بود !!). قطعات 3.0 سانتی متر بیشتر از محفظه توربین بودند.

مرحله 5: صاف کردن لبه های پیشرو الکترودها

با استفاده از وردنه راه راه و تکه های فویل را حذف کردم.

مرحله 6: برش و گرد کردن لبه های الکترود

لبه های اصلی هر الکترود با استفاده از برش کاغذ تا 1.0 سانتی متر برش داده شد. گوشه ها با یک فایل سرگرمی گرد شد تا نشت کرونا کاهش یابد.

مرحله 7: بشقاب های نگهدارنده و سرپوش های انتهایی برای مسکن و روتور را برش دهید

من مجموعه ای از 6 دیسک مقوایی را برش دادم تا کلاهک های انتهایی محفظه ساخته شود. مجموعه ای دیگر از دیسک ها برای درپوش انتهایی روتور ؛ و سرانجام ، مجموعه سوم دیسک ها را برش دادم تا صفحات نگهدارنده برای یاتاقان ها ساخته شود.

مرحله 8: کلاه های انتهایی ، روتور و مسکن را بررسی کنید

سرپوش روتور و محفظه را به قطر 1/4 اینچ ، رولپلاک چوبی سخت که به عنوان محور توربین عمل می کرد ، لغزیدم. بعداً در ساخت ، رولپلاک به یک میله اکریلیک ارتقا یافت تا ظاهر آن بهتر شود. محل قرارگیری درپوش انتهایی را تأیید کردم و بررسی کردم که روتور به طور متمرکز در محفظه قرار گرفته است. (نکته ساختمانی: نوار کاغذی را با چسب چوب دور دیسک ها بپیچید تا محکم در لوله ها جا بگیرد.)

مرحله 9: درپوش های انتهایی مسکن را برای بلبرینگ دوباره مته کنید

من از چسب چوب برای جمع آوری کلاهک های انتهایی محفظه و روتور استفاده کردم. در مرحله بعد ، سوراخ هایی در فاصله 60 درجه در امتداد محیط بیرونی درپوش های انتهایی محفظه ایجاد شدند تا بتوانند میله های پشتیبانی رزوه ای را بپذیرند. حلقه دوم سوراخ ها در فاصله 120 درجه بین خط حلقه بیرونی و مرکز حفر شد. یک مجموعه سوراخ مربوطه از طریق صفحات نگهدارنده حفاری شد. در ابتدا ، مراکز درپوش های انتهایی محفظه را برای پذیرفتن بلبرینگ های فلزی حفر کردم. با این حال ، آنها با نزدیک شدن به قدرت کامل توربین ، جرقه هایی از نوک الکترودها بیرون کشیدند. من یک محل کار پیدا کردم که شامل شناسه 1/4 اینچی ، جداکننده های نایلونی غیر رسانا به عنوان یاتاقان بود. من آنها را با سه پیچ 8 تا 32 نایلونی که از طریق صفحه نگهدارنده وارد شده ایم ، محکم کردم. هنگام چرخاندن روتور مقاومت نوردی وجود داشت ، اما توربین احتمالاً نمی سوزد و به SHM تبدیل نمی شود (سیگار کشیدن داغ).:> D

مرحله 10: سوراخ های نصب را در مسکن مته کنید

من دو سوراخ نصب 1/4 اینچی را در هر انتهای لوله مسکن ایجاد کردم. سوراخ ها پیچ های نایلونی 1/4 اینچی با واشر قفل و مهره های شش گوش را پذیرفتند.

مرحله 11: سخت افزار اتصال و پشتیبانی را به الکترودها وصل کنید

مطابق شکل ، دو اتصال حلقه روی هر میله زمین لغزید. من از گرومت های لاستیکی (3/16 ID) به عنوان حالت ایستاده استفاده کردم. این روش برای انتهای برقی توربین تکرار شد. همه چیز به طور موقت با مهره های بلوط نایلونی محکم شد تا از تناسب خوبی برخوردار باشد. (روتور در این مورد نصب نشده بود نقطه.)

مرحله 12: مونتاژ روتور آماده سازی

در ابتدا ، لوله روتور را با ورق فلزی بریده شده از قوطی آبجو پوشاندم و سپس نوار پلاستیکی را به صورت مارپیچی دور لوله لوله کردم. بعداً ، هنگام فعال کردن توربین ، طولی نکشید که قوس داخلی از الکترودها نوار را سوراخ کرد و روتور را خراب کرد -!@#$ ، یک توربین برشته دیگر! (سه قوس سوراخ شده به صورت انفجار ستاره در تصویر کم نور ظاهر می شود). ایده بهتر این بود که نوار اصلی را بردارید و ورق فلز را با یک ماده عایق ضخیم تر و دارای قدرت دی الکتریک بالاتر بپوشانید. من از یک ورقه پلاستیک سنگین بریده شده از یک بسته غذای مخصوص سگ استفاده کردم که با نوار چسبانده بودم.

مرحله 13: مونتاژ روتور را نصب کنید

سخت افزار انتهایی زمین را از توربین خارج کردم و روتور کامل را وارد کردم تا اینکه شفت به طور کامل بلبرینگ ها را درگیر کرد. اتصالات حلقه در موقعیت های 5:00 و 7:00 برای ورودی برق اضافه شد.

مرحله 14: تعمیر و عایق کاری الکترودها

بعید به نظر می رسد که توربین در شرایط صحیح b/c چندین لبه اصلی در هنگام وارد کردن مجموعه روتور خم شود. کار من این بود که توربین را جدا کنم و سپس یک چوب همزن قهوه را روی هر الکترود به عنوان یک پرتو نگهدارنده اپوکسی کنم. چوبها با استفاده از کاغذ ماسه ای ریز یا ریز آماده شده و سپس با قلم نقره ای رنگ آمیزی می شوند. من برای عایق کاری میله های نگهدارنده از 12 بخش نی (0.5 سانتیمتر ID در 3.5 سانتیمتر) کدگذاری کردم. هر قسمت بر روی یک میله پشتیبانی می لغزد و از سوراخ های سرپوش و انتهای سرپوش عبور می کند.

مرحله 15: تجمع مجدد توربین و تنظیم شکاف ها

پس از قرار دادن دوباره توربین (دوباره!) و سیم کشی سری الکترودهای گرم و زمین ، سیمهای ورودی را به پایه های اتصال وصل کردم. فاصله های شکاف با چرخاندن مهره های بلوط در انتهای هر میله تنظیم شد تا لبه های اصلی در فاصله 1 میلی متری از سطح روتور قرار گیرند. من یک آستین از یک نی 1/4 اینچی شناسه "Big Gulp" بریدم و آن را روی انتهای محور قرار دادم تا حرکت روتور از طرفی به طرف دیگر محدود شود.

مرحله 16: اجرای آزمایشی

توربین در 13.5 کیلو ولت با کشش 1.0 میلی آمپر آمپول می زد. پتانسیل های بالاتر باعث ایجاد قوس الکتریکی و از دست دادن قدرت می شود. در اینجا ویدئویی وجود دارد که نشان می دهد EST با سرعت بالا کار می کند. ویدئوی دوم اینجاست. منتظر به روزرسانی هایی باشید که EST می تواند انجام دهد!