Turbina electrostàtica millorada feta de materials reciclables: 16 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Es tracta d’una turbina electrostàtica (EST) totalment construïda amb ratllades que converteix el corrent continu d’alta tensió (HVDC) en moviment rotatiu d’alta velocitat. El meu projecte es va inspirar en el motor Jefimenko Corona que funciona amb electricitat de l'atmosfera:

La turbina es va construir a partir dels elements següents: tubs de plàstic i canyetes, separadors de niló, cartró, connexió de xapa i maquinari de muntatge, així com una font d’energia HVDC que s’utilitza en lloc del camp elèctric terrestre. La turbina compta amb una carcassa de plàstic transparent que redueix el risc de contacte accidental d’alta tensió alhora que permet una visió interior de la turbina per a demostracions d’aula i fira científica. Quan s’activa la turbina en una habitació enfosquida, la descàrrega de corona produeix un resplendor fantasma de color blau-violeta que il·lumina l’interior de la carcassa. Una comparació paral·lela d’una versió anterior de l’EST mostra el perfil més petit i racional. Vaig utilitzar eines manuals senzilles i un trepant elèctric per a la construcció. Atenció: aquest projecte pot produir gas d'ozó i s'ha d'operar en zones amb una ventilació adequada. Es recomanen guants de treball quan es treballa amb xapa a causa de les vores esmolades. Per últim, HVDC no sempre és fàcil d’utilitzar, així que actueu en conseqüència.

Pas 1: Com funciona l'EST-3?

L’EST té 6 elèctrodes de làmina amb vores afilades que envolten un rotor de plàstic. Hi ha 3 elèctrodes calents connectats en sèrie que dipositen partícules carregades a la superfície del rotor. Els elèctrodes calents s’alternen en polaritat amb 3 rotors connectats a terra (en aquest cas: Hot-Gnd-Hot-Gnd-Hot-Gnd). Els elèctrodes calents ruixen el rotor amb càrregues similars, que els elèctrodes repel·leixen i fan girar el rotor. Mitjançant el procés d’inducció, cada elèctrode calent atrau el segment del rotor que va ser neutralitzat elèctricament per l’elèctrode de terra anterior. El rotor té un suport de xapa per optimitzar el gradient de camp elèctric entre la vora principal de cada elèctrode i la superfície del rotor. L'acció dels elèctrodes calents que ruixaven ions sobre el rotor juntament amb els elèctrodes de terra en detalls de neteja van permetre que la turbina descarregada arribés a 3 500 RPM mitjançant un ionitzador de grau industrial. L'esbós mostra un prototip EST amb 8 elèctrodes que va ser un error miserable a causa de l'arc intern entre elèctrodes col·locats massa junts.

Lliçó per emportar: assegureu-vos que els elèctrodes estiguin aïllats i / o separats correctament abans d’utilitzar una font d’energia d’alta sortida; en cas contrari, la turbina es podria reduir a un embolic calent.

Pas 2: localitzeu els tubs de plàstic per a la carcassa i el rotor

Vaig trobar aquests tubs d’acrílic a la paperera d’una botiga local de plàstics. Els he utilitzat per fer la carcassa i el rotor de la turbina. Les dimensions exactes no importen. Un tub hauria d’adaptar-se a l’interior amb un espai lliure de diversos cm. Les ampolles de plàstic rígides, com els envasos de vitamines, amb les tapes i els fons tallats també funcionarien.

Pas 3: Retalleu els elèctrodes d'una paella de gall dindi

Sis elèctrodes van ser tallats d'una paella de gallina d'alumini rebutjada que quedava d'un sopar. (Consell de construcció: utilitzeu una paella per cuinar un ocell gran, el metall és més pesat i té menys probabilitats de doblegar-se). Vaig tallar la longitud de cada elèctrode aproximadament igual a la longitud del rotor tot fent un esforç per no aixafar les vores enrotllades.

Pas 4: Inseriu barres de suport d’elèctrodes

Vaig inserir un segment de vareta roscada de 8-32 pel forat de cada elèctrode (l’ajust era perfecte !!). Els segments eren 3,0 cm més llargs que la carcassa de la turbina.

Pas 5: aplaneu les vores principals dels elèctrodes

He eliminat les ondulacions i els dings al paper d'alumini amb un corró.

Pas 6: Retallar i arrodonir les vores de l'elèctrode

Les vores anteriors de cada elèctrode es van retallar a 1,0 cm amb un tallador de paper. Les cantonades es van arrodonir amb un fitxer d’afició per reduir les fuites de corona.

Pas 7: Tallar les plaques de retenció i les tapes finals per a la carcassa i el rotor

Vaig tallar un joc de 6 discos de cartró per fer tapes finals de carcassa; un altre conjunt de discos per a taps finals del rotor; i, finalment, vaig tallar un tercer joc de discs per fer plaques de retenció dels coixinets.

Pas 8: comproveu els taps finals, el rotor i la carcassa

Vaig lliscar el rotor i els taps finals de la carcassa per sobre d’una espiga de 1/4 de polzada de diàmetre que servia d’eix de la turbina. Més endavant en la construcció, el passador es va actualitzar a una vareta d'acrílic per millorar-ne l'aspecte. Vaig verificar la col·locació de la tapa final i vaig comprovar que el rotor estigués posicionat de manera concèntrica a la carcassa. (Consell de construcció: cinta de paper embolcallada amb cola de fusta al voltant dels discs fins que quedi ben ajustada als tubs.)

Pas 9: torneu a foradar els taps finals de la carcassa per als coixinets

Vaig utilitzar cola de fusta per muntar la carcassa i les tapes finals del rotor. A continuació, es van practicar forats a 60 graus de distància al llarg de la circumferència exterior dels taps finals de la carcassa perquè poguessin acceptar barres de suport roscades. Es va foradar un segon anell de forats separats a 120 graus a mig camí entre l'anell exterior i el centre. Es foradà un conjunt de forats corresponent a través de les plaques de retenció. Inicialment, vaig perforar els centres de les tapes finals de la carcassa per acceptar rodaments metàl·lics. No obstant això, van treure espurnes de les puntes dels elèctrodes quan la turbina s’acostava a la màxima potència. Vaig trobar una solució que implicava identificadors de 1/4 de polzada, separadors de niló no conductors com a coixinets. Els vaig assegurar amb tres cargols de niló 8-32 inserits a la placa de retenció. Hi havia una certa resistència al rodament quan vaig girar el rotor manualment, però la turbina probablement no es cremaria i es convertiria en un SHM (fumar calent).:> D

Pas 10: perforar els forats de muntatge a la carcassa

He perforat dos forats de muntatge de 1/4 de polzada per cada extrem del tub de la carcassa. Els forats acceptaven cargols de niló de 1/4 de polzada amb arandeles de bloqueig i femelles hexagonals.

Pas 11: connecteu el maquinari de connexió i suport als elèctrodes

Es van lliscar dos connectors d'anell sobre cada vareta de terra com es mostra. He utilitzat passants de goma (3/16 ID) com a separadors. Aquest procediment es va repetir per a l'extrem electrificat de la turbina. Tot es va assegurar temporalment amb femelles de gla de niló per comprovar si hi havia un bon ajustament (el rotor no estava instal·lat punt.)

Pas 12: prepara el muntatge del rotor

Inicialment, vaig tapar el tub del rotor amb una làmina metàl·lica tallada d’una llauna de cervesa i després vaig enrotllar una cinta de plàstic al voltant del tub. Més tard, quan es va engegar la turbina, no va passar molt temps abans que els arcs interns dels elèctrodes foressin la cinta i arruïnessin el rotor -! @ # $, Una altra turbina torrada! (Tres arcs de punxada apareixen com a estalvis a la imatge amb poca llum). Una millor idea era treure la cinta original i cobrir la xapa amb un material aïllant més gruixut i amb una resistència dielèctrica més elevada. He utilitzat un full de plàstic resistent tallat d’un paquet de llaminadures per a gossos que he assegurat amb cinta adhesiva.

Pas 13: Instal·leu el conjunt del rotor

Vaig treure el maquinari de terra de la turbina i vaig inserir el rotor completat fins que l’eix va enganxar completament els coixinets. Els connectors d'anell es van afegir a les posicions de les 5:00 i de les 7:00 per a l'entrada de potència.

Pas 14: Reparació i aïllament d'elèctrodes

És poc probable que la turbina funcionés correctament b / c, diverses vores anteriors es van doblegar mentre s’inseria el conjunt del rotor. La meva solució va ser desmuntar la turbina i, després, fer epoxi amb una vareta de cafè a cada elèctrode com a feix de suport. Els pals es preparen amb paper de sorra fina i med / i després s’acoloreixen amb un llapis de pintura platejat. He utilitzat 12 seccions de palla codificades per colors (0,5 cm ID x 3,5 cm) per aïllar les barres de suport. Cada secció relliscava sobre una vareta de suport, passant pels forats del casquet i de la tapa final.

Pas 15: torneu a muntar la turbina i ajusteu els buits

Després de tornar a ajuntar la turbina (de nou!) I de cablejar en sèrie els elèctrodes calents i de terra, he connectat els cables d’entrada als pals d’unió. Les distàncies de la bretxa es van ajustar torçant les femelles de gla al final de cada vareta fins que les vores anteriors estiguessin a 1 mm de la superfície del rotor. Vaig tallar una màniga d'una palla ID "Big Gulp" de 1/4 de polzada i la vaig lliscar sobre els extrems de l'eix per limitar el moviment del rotor de costat a costat.

Pas 16: prova de prova

La turbina tararejava a 13,5 kV amb una aspiració de 1,0 mAmp; els potencials més alts causaven pèrdues de potència i arc. Aquí teniu un vídeo que mostra l’EST funcionant a gran velocitat. Un segon vídeo és aquí. Estigueu atents a les novetats sobre el que pot fer EST.