Ветер ветер ты могуч


Министерство образования и науки РБ
Прибайкальский район
МОУ «Коменская СОШ»Тема: «Ветер, ветер, ты могуч…»
Автор: Стариков Сергей, ученик 4 класса
Коменской СОШ Прибайкальского района
Руководитель: Чинакаева Евгения Геннадьевна
г. Улан-Удэ
2011г.
Оглавление:
Введение.
Виды ветряных мельниц.
Думай, исследуй, твори.
Заключение.
Список литературы.
Введение
« Ветер, ветер, ты могуч…»
А.С. Пушкин
В настоящее время ученых волнуют проблемы:
Первая: где найти новые источники энергии, когда закончатся природные богатства – уголь, нефть, газ. Для того, чтобы сделать эти запасы, Земле потребовалось миллионы лет. А при такой скорости, с какой мы их используем, эти источники не могут быть вечными.
Вторая: когда топливо сгорает, выделяется углекислый газ. Воздух, которым мы дышим, сильно загрязняется. Страдает вся природа. Возникает проблема экологической катастрофы. Самый простой способ уменьшить загрязнение окружающей среды – воспользоваться энергией солнца, воды, ветра.
Поэтому, я считаю, что энергия ветра вызывает интерес к исследованию и применение ветряных мельниц для получения экологически чистой энергии.
Наше село стоит на берегу рек Селенги и Итанцы. В последние десятилетия вырубка леса вдоль рек изменила климат в нашей местности. Постоянный ветер, который дует круглый год, можно направить на пользу человека. В своей работе я решил сделать первый шаг к использованию и построению ветряной мельницы с вертикальным валом. Это будет в недалеком будущем, а пока я исследую модель ветряной мельницы с вертикальным валом из пластиковой бутылки, испробовав несколько конструкций, и выбрав самую эффективную.
Цель работы: создать и изучить модель ветряной мельницы с вертикальным валом из пластиковой бутылки.
Задачи работы:
Изучить применение энергии ветра;
Изучить виды ветряных мельниц
Создать несколько моделей ветряных мельниц с вертикальным валом;
Исследовать и установить зависимость скорости вращения мельницы от площади и количества лопастей.
Сделать анализ о наиболее эффективной конструкции ветряной мельницы из пластиковой бутылки.
Виды ветряных мельниц:
- с вертикальной осью вращения;
- с горизонтальной осью вращения
По принципу работы они подразделяются на:
- тихоходные;
- быстроходные.
Пробовали вы запрячь ветер, чтобы заставить его работать на себя! Ведь энергия ветра - одна из самых дешевых и легкодоступных! Я не предлагаю строить ветряные мельницы, как это делали в старину, или сложный современный ветродвигатель. А вот построить ветроустановку для выработки электроэнергии, пусть небольшую, маломощную, думаю, сможет каждая семья, живущая в сельской местности, каждая школа. Энергии, выработанной ветроустановкой, хватит, чтобы включить насос для поливки огорода или сада, чтобы осветить дом или класс. И если хотя бы в каждом пятом доме будет работать своя бесплатная мини - ветроэлектростанция, представляете, сколько сэкономленных киловатт-часов лягут в "энергетическую копилку" нашей страны!
Думай, исследуй, твори.
Оборудование: пластиковые бутылки, стойки для реторт, пластилин, кнопки, палетка, секундомер и электрический фен с подачей холодного воздуха.
Ход работы:
Фиксируется с помощью пластилина кнопку так, чтобы ее острие было обращено к верхушке стойки для реторт.
После этого на стойку надевается перевернутая бутылка, которая может вращаться, используя кнопку в качестве опоры.
Затем бутылка снимается со стойки и определяется, сколько крыльев будет у их ветряной мельницы, и какого они будут размера.
Потом необходимо разрезать бутылку и выгнуть клапана наружу, чтобы сделать требуемое число крыльев.
Площадь поверхности крыльев высчитывается с помощью палетки.
После этого бутылку снова устанавливают на опору стойки.
Поток воздуха от фена представляет ветер. Подсчитываю количество оборотов ветряной мельницы с вертикальным валом в минуту.
Рассчитать среднее значение скорости мельницы.
Сделать вывод.
№ опыта Количество крыльев Площадь крыльев (см2) Количество оборотов в минуту Среднее значение скорости
1 1 10 см20 об/ мин 0 об / мин
2 2 10*2=20 см2103 об/ мин 70 об/мин
60 об/ мин 83 об/ мин 37 об/ мин 3 3 10*3=30 см280 об/мин 72 об/ мин
46 об/мин 57 об/мин 106 об/мин 4 4 10*4=40 см249 об/мин 68 об/ мин
119 об/мин 48 об/мин 55 об/мин 5 2 32*2=64см2 108 об/ мин 110 об /мин
113 об/ мин 120 об/ мин 100 об/ мин 6 3 32*3=96 см2103 об/мин 111об/ мин
116 об/мин 116 об/мин 110 об/мин 7 4 32*4=128 см2109 об/мин 109 об/ мин
116 об/мин 109 об/мин 102 об/мин 8
На улице 3 32*3=96 см229 об/ мин 96 об/ мин
58 об/ мин 135 об/ мин 160 об/ мин Заключение
Я сделал несколько видов моделей ветряных мельниц, которые отличаются друг от друга количеством крыльев и площадью этих крыльев. Исследование показало, что:
скорость вращения мельниц зависит от: площади крыльев, количества крыльев, от силы ветра, от направления ветра;
чем больше площадь крыла, тем больше скорость вращения, т.к. она захватывает больше объема воздуха;
ветряная мельница с вертикальной осью вращения с одним крылом не работает;
самой большей скоростью обладает мельница с тремя крыльями, затем – с двумя крыльями, самой маленькой скоростью обладает мельница с четырьмя крыльями;
объем воздуха, который приходится на 4 крыла, меньше чем объем воздуха, который действует на 3 крыла, поэтому сила ветра, действующая на крылья, во втором случае больше;
сравнивая мельницы с 2 крыльями и 3 крыльями, скорость во втором случае больше, т.к. я думаю, что у мельницы с 2 крыльями пространство между лопастями больше, оно и препятствует развития большей скорости;
сделав вычисления в лабораторных условиях, где источником ветра служил фен с постоянной скоростью ветра, я вышел на улицу. Там я провел ряд испытаний, которые показали, что скорость вращения мельницы на улице была не на много меньше, чем в классе. Этот факт говорит в пользу применения мельниц.
Существуют риски применения ветряной мельницы, т.к. у ветра есть два существенных недостатка: его энергия сильно рассеяна в пространстве и он непредсказуем – часто меняет направление, вдруг затихает даже в самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает такой силы, что ломают ветряки.
В будущем я мечтаю создать свою ветроустановку, и считаю эффективной модель у которой будет 3 лопасти большей площадью.
Свою работу я не могу считать законченной, потому что по ходу работы над этой темой у меня возникли еще ряд вопросов, таких например, как влияет температура воздуха, угол направления потока воздуха, скорость ветра на скорость лопастей мельницы. В будущем я продолжу работать над этой темой. Считаю, что в нашей местности необходимо использовать ветряные мельницы, ведь у нас для этого есть все условия. И природа скажет нам СПАСИБО.
Литература:
«Энциклопедия для детей. Техника», М., «Аванта+», 1999
Юный Техник 1983 №5, В. ШУМЕЕВ, Ветряная электростанция своими руками.
Энциклопедический словарь юного техника. - М., 1988.
Володин В.В. «Энергия, век двадцать первый» – М.: Детская литература, 2001
www.ntro.comwww.wikipedia.ruwww.diy.ru

Приложенные файлы


Добавить комментарий