Подобрена електростатична турбина, направена от рециклируеми материали: 16 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Това е напълно изградена от драскотини, електростатична турбина (EST), която преобразува постоянен ток с високо напрежение (HVDC) във високоскоростно, въртящо се движение. Моят проект е вдъхновен от Jefimenko Corona Motor, който се задвижва от електричество от атмосферата:

Турбината е изградена от следните елементи: пластмасови тръби и сламки за пиене, найлонови дистанционери, картон, свързващ и монтажен хардуер от ламарина, както и източник на захранване с HVDC, използван вместо електрическото поле на земята. Турбината разполага с прозрачен пластмасов корпус, който намалява риска от случаен контакт с ВН, като същевременно позволява вътрешен изглед на турбината за демонстрации в класната стая и на панаира на науката. Когато работите с турбината в затъмнено помещение, коронарният разряд произвежда призрачно синьо-виолетово сияние, което осветява вътрешността на корпуса. Паралелно сравнение на по-ранна версия на EST показва по-малкия, по-опростен профил. Използвах прости ръчни инструменти и електрическа бормашина за строителство. Внимание: Този проект може да произвежда озонов газ и трябва да се експлоатира в зони с подходяща вентилация. Работните ръкавици се препоръчват при работа с ламарина поради остри ръбове. И накрая, HVDC не винаги е удобен за потребителя, така че действайте съответно!

Стъпка 1: Как работи EST-3?

EST има 6 електроди от фолио с остри като бръснач ръбове, които обграждат пластмасов ротор. Има 3 серийни, горещи електроди, които отлагат заредени частици върху повърхността на ротора. Горещите електроди се редуват по полярност с 3 заземени ротора (в този случай: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Горещите електроди пръскат ротора с подобни заряди, които след това електродите отблъскват, причинявайки въртене на ротора. Чрез процеса на индукция, всеки горещ електрод привлича сегмента на ротора, който е електрически неутрализиран от предходния заземен електрод. Роторът има подложка от ламарина за оптимизиране на градиента на електрическото поле между предния ръб на всеки електрод и повърхността на ротора. Действието на горещи електроди, разпръскващи йони върху ротора, съчетано със заземени електроди върху детайлите за почистване, позволи на ненатоварената турбина да достигне 3, 500 оборота в минута с помощта на йонизатор от промишлен клас. Скицата показва прототип EST с 8 електрода, който е бил нещастен провал поради вътрешната дъга между електродите, поставени твърде близо един до друг.

Урок по отнемане: Уверете се, че електродите са правилно изолирани и/или раздалечени, преди да използвате източник на висока мощност; в противен случай турбината ви може да се превърне в гореща каша!

Стъпка 2: Намерете пластмасови тръби за корпус и ротор

Открих тези акрилни тръби в кошчето за скрап в местен магазин за пластмаси. Използвах ги, за да направя корпуса на турбината и ротора. Точните размери нямат значение. Едната тръба трябва да се побере вътре в другата с няколко см хлабина навсякъде. Твърдите пластмасови бутилки, като контейнери с витамини, с отрязани върхове и дъна също биха работили.

Стъпка 3: Изрежете електродите от пуек

Шест електрода бяха изрязани от изхвърлен алуминиев тиган за пуене, останал от вечеря. (Конструкция Съвет: Използвайте тиган за готвене на голяма птица, металът е по -тежък и е по -малко вероятно да се огъне.) Нарязвам дължината на всеки електрод приблизително равна на дължината на ротора, като същевременно се опитвам да не се смачква към навитите ръбове.

Стъпка 4: Поставете опорни пръти за електрода

Вмъкнах 8-32 сегмент с резба през резбата на всеки електрод (монтажът беше на място !!). Сегментите бяха с 3,0 см по -дълги от корпуса на турбината.

Стъпка 5: Изравнете водещите ръбове на електродите

Отстраних гофрирането и уплътненията във фолиото с точилка.

Стъпка 6: Отрежете и закръглете ръбовете на електродите

Водещите ръбове на всеки електрод бяха подрязани на 1,0 cm с помощта на нож за хартия. Ъглите бяха заоблени с пила за хоби, за да се намали изтичането на корона.

Стъпка 7: Изрежете фиксиращи плочи и крайни капачки за корпус и ротор

Нарязах комплект от 6 картонени диска, за да направя капачки на корпуса; друг комплект дискове за крайни капачки на ротора; и накрая отрязах трети комплект дискове, за да направя фиксиращи плочи за лагерите.

Стъпка 8: Проверете крайните капачки, ротора и корпуса

Плъзнах ротора и крайните капачки на корпуса над дюбел от твърда дървесина с диаметър 1/4 инча, който служи като вал на турбината. По -късно в конструкцията, дюбелът е модернизиран до акрилен прът за подобрен външен вид. Проверих разположението на крайната капачка и проверих дали роторът е концентрично разположен в корпуса. (Съвет за строителството: Увийте хартиена лента, намазана с лепило за дърво около дисковете, докато прилепнат плътно в епруветки.)

Стъпка 9: Пробийте отново капачките на корпуса на лагерите

Използвах лепило за дърво, за да сглобя корпуса и капачките на ротора. След това бяха пробити отвори на 60 градуса по протежение на външната обиколка на крайните капачки на корпуса, така че да могат да приемат опорни пръти с резба. Втори пръстен с отвори на 120 градуса е пробит по средата между външния пръстен и центъра. Съответният комплект отвори е пробит през фиксиращите плочи. Първоначално пробих центровете на крайните капачки на корпуса, за да приема метални лагери. Те обаче извадиха искри от върховете на електродите, когато турбината наближи пълната си мощност. Открих решение, което включваше 1/4 инчов идентификатор, непроводими найлонови дистанционни елементи като лагери. Закрепих ги с три найлонови болта 8-32, поставени през фиксиращата плоча. Имаше известно съпротивление при търкаляне, когато завъртях ротора на ръка, но турбината вероятно нямаше да изгори и да се превърне в SHM (пушене на гореща бъркотия).:> D

Стъпка 10: Пробийте монтажни отвори в корпуса

Пробих два монтажни отвора 1/4 инча през всеки край на корпусната тръба. Отворите приемат 1/4 инчови найлонови болтове със заключващи шайби и шестостенни гайки.

Стъпка 11: Прикрепете свързващ и поддържащ хардуер към електроди

Два пръстенови съединителя бяха плъзнати върху всеки заземен прът, както е показано. Използвах гумени уплътнения (3/16 ID) като стойки. Тази процедура беше повторена за електрифицирания край на турбината. Всичко беше временно закрепено с найлонови гайки от жълъди, за да се провери за добро прилягане. (Роторът не беше инсталиран при това точка.)

Стъпка 12: Подгответе монтажа на ротора

Първоначално покрих роторната тръба с метален лист, изрязан от кутия за бира, а след това около тръбата се навива спирално навита пластмасова лента. По -късно, при включване на турбината, не след дълго вътрешната дъга от електродите проби лентата и съсипа ротора -!@#$, Още една препечена турбина! (Три пробивни дъги се появяват като звездни изблици на снимката при слаба светлина). По -добра идея беше да премахнете оригиналната лента и да покриете ламарината с по -дебел изолационен материал, притежаващ по -висока диелектрична якост. Използвах лист здрава пластмаса, изрязан от пакет кучешки лакомства, който закрепих с тиксо.

Стъпка 13: Инсталирайте ротора

Извадих хардуера на земята от турбината и вмъкнах завършения ротор, докато валът напълно зацепи лагерите. Добавени са пръстенови конектори в позициите 5:00 и 7:00 часа за входящо захранване.

Стъпка 14: Ремонт и изолация на електроди

Малко вероятно е турбината да работи правилно b/c няколко водещи ръба бяха огънати при вкарването на роторния възел. Моята работа беше да разглобя турбината и след това епоксидна пръчка за разбъркване на кафе към всеки електрод като поддържащ лъч. Пръчките бяха предварително подготвени с хартия за мед/фина пясък и след това оцветени със сребърна химикалка. Използвах 12 цветово кодирани сламени секции (0,5 cm ID x 3,5 cm), за да изолирам опорните пръти. Всяка секция се плъзгаше върху опорен прът, преминавайки през отворите на втулката и крайната капачка.

Стъпка 15: Сглобете отново турбината и регулирайте пролуките

След като поставих турбината отново (отново!) И последователно окабелявам горещите и заземените електроди, прикрепих входните проводници към свързващите стълбове. Разстоянията на пролуките се регулират чрез завъртане на гайките от жълъд в края на всеки прът, докато водещите ръбове са на 1 мм от повърхността на ротора. Нарязах втулка от 1/4 инчова ID "Big Gulp" слама и я плъзнах по краищата на оста, за да огранича движението на ротора отстрани.

Стъпка 16: Тестване

Турбината бръмчеше при 13,5 kV с 1,0 mAmp теглене; по -високи потенциали причиняват искри и загуба на мощност. Ето видеоклип, показващ EST, работещ с висока скорост. Втори видеоклип е тук. Очаквайте актуализации за това какво може да направи EST!