Инфоурок / Технология / Другие методич. материалы / Экспериментальный проект на тему: «Изготовление конструкции ветряной мельницы»

Экспериментальный проект на тему: «Изготовление конструкции ветряной мельницы»

Такого ещё не было!
Скидка 70% на курсы повышения квалификации

Количество мест со скидкой ограничено!
Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок"

(Лицензия на осуществление образовательной деятельности № 5201 выдана ООО "Инфоурок" 20 мая 2016 г. бессрочно).


Список курсов, на которые распространяется скидка 70%:

Курсы повышения квалификации (144 часа, 1800 рублей):

Курсы повышения квалификации (108 часов, 1500 рублей):

Курсы повышения квалификации (72 часа, 1200 рублей):
библиотека
материалов

Ақмола облысының білім басқармасы

КММ «№5 Агротехникалық колледж»

Управление образование Акмолинской области

КГУ «Агротехническии колледж №5»






Экспериментальный проект

на тему: «Изготовление конструкции ветряной мельницы»

hello_html_55e622ab.jpg

hello_html_m466a6d5d.jpg

Секция:Декоративно-прикладное искуство.





Выполнил студент первого курса :

Умаров Асанали Каирбекович


Руководитель проекта :

Гниненко М.И.

мастер производственного обучения



2013-2014 год.

А.Бозайгыр .



Содержание:


1.Ведение.


2. Актуальность темы


3. Цель проекта


4. Задачи проекта


5. Описание конструкции макета : «Ветряная мельница»


6.Вывод





























Экспериментальный проект

на тему: «Изготовление конструкции мельницы»

  • Актуальность темы: Использование ветрянной энергии для полива приусадебных участков


Цель проекта: Развитие пространственного и логического мышления студентов в процессе изготовления конструкции ветряной мельницы.

Задачи проекта : Изготовление действующей конструкции макета ветряной мельницы. Внедрение инновационных технологий для подъёма и полива приусадебных участков.

Новизна и простота конструкции отражает большую перспективность без затрат электроэнергии. Для проведения эксперимента необходимо построить действующую ветряную мельницу для подъёма воды и полива в масштабе 1:1.

Конструктивность ветряной мельницы основана на развитии технического творчества и прикладного искусства. Построение макета основано, как возрождение истории ,с применением инновационных технологий .











1.

Введение

Ветряные мельницы

hello_html_571f047a.jpg

Ветряная мельница — аэродинамический  механизм, который выполняет механическую работу за счет энергии ветра, улавливаемой крыльями мельницы. Наиболее известным применением ветряных мельниц является их использование для помола муки.
На протяжении долгого времени ветряные мельницы, наряду с водяными мельницами, были единственными машинами, которые использовало человечество. Поэтому применение этих механизмов было различным: в качестве мукомольной мельницы, для обработки материалов (лесопилка) и в качестве насосной или водоподъемной станции.
С развитием в XIX в. паровых машин использование мельниц постепенно стало сокращаться.
«Классическая» ветряная мельница с горизонтальным ротором и удлиненными четырехугольными крыльями является широко распространенным элементом пейзажа в Европе, в ветреных равнинных северных регионах, а также на побережье Средиземного моря.

2

Для Азии характерны другие конструкции с вертикальным размещением ротора .

История.
Античность .
Предположительно древнейшие мельницы были распространены в Вавилоне, о чем свидетельствует кодекс царя Хаммурапи (около 1750 до н. э.). Описание органа, приводившегося в действие ветряной мельницей, — первое документальное свидетельство использования ветра для приведения механизма в действие. Оно принадлежит греческому изобретателю Герону Александрийскому, I век н. э. Персидские мельницы описываются в сообщениях мусульманских географов в IX в., отличаются от западных конструкцией с вертикальной осью вращения и перпендикулярно расположенными крыльями, лопатками или парусами. Персидская мельница имеет лопасти на роторе, расположенные аналогично лопаткам гребного колеса на пароходе и должна быть заключена в оболочку, закрывающую часть лопаток, иначе давление ветра на лопасти будет одинаковым со всех сторон и, так как паруса жестко связан с осью, мельница не будет вращаться.
Еще один вид мельниц с вертикальной осью вращения известен как китайская мельница или китайский ветряк. Конструкция китайской мельницы значительно отличается от персидской использованием свободно поворачивающегося, независимого паруса.
Средневековье.
Ветряные мельницы с горизонтальной ориентацией ротора известны с 1180 г. во Фландрии, Юго-Восточной Англии и Нормандии. В XIII веке в Священной Римской империи появились конструкции мельниц, в которых всё здание поворачивалось навстречу ветру.
3.

Такое положение дел было в Европе вплоть до появления двигателей внутреннего сгорания и электрических двигателей в XIX веке. Водяные мельницы были распространены в основном в горных районах с быстрыми реками, а ветряные — в равнинных ветреных местностях.
Мельницы принадлежали феодалам, на чьей земле они располагались. Население было вынуждено искать так называемые принудительные мельницы для помола зерна, которое было выращено на этой земле. В совокупности с плохой дорожной сетью это вело к локальным экономическим циклам, в которые были вовлечены мельницы. С отменой запрета, население стало в состоянии выбирать мельницу по своему усмотрению, таким образом , стимулируя технический прогресс и конкуренцию.
Новое время.
В конце XVI века в Нидерландах появились мельницы, у которых навстречу ветру поворачивалась только башня.
До конца XVIII в. ветряные мельницы были в огромном количестве распространены по всей Европе — там, где ветер был достаточно силен. Средневековая иконография ясно показывает их распространенность. В основном они были распространены в ветреных северных областях Европы, в значительной части Франции, Нижних Землях, где в прибрежных районах некогда имелось 10 000 ветряных мельниц, Великобритании, Польше, Прибалтике, Северной России и Скандинавии. В других европейских регионах было всего несколько ветряных мельниц. В странах Южной Европы (Испания, Португалия, Франция, Италия, Балканы, Греция), строились типичные мельницы-башни, с ровной конической крышей и, как правило, фиксированной ориентацией.


4.

Когда в XIX в. произошел общеевропейский экономический скачок, наблюдался и серьезный рост мельничной промышленности. С появлением множества независимых мастеров произошел единовременный рост числа мельниц.
В России ветряные мельницы традиционно использовалась для помола зерна или подъёма воды. Современные ветряные электростанции обеспечивают электроэнергией небольшие хозяйства и предприятия.

hello_html_ma865edc.jpg

Ветряные мельницы Нидерландов.
Ежегодно в Нидерландах проводится День мельников и мельниц. В этот день для посещения открыты все мельницы страны. Например, De Kat – мельница, производящая сырьё для красильной промышленности, De Huisman – небольшая горчичная мельница, мукомольная мельница De Leeuw.
В городке Схиедам сохранилось пять мельниц, которые обрабатывают зерно для получения этилового спирта. Две из них – «Север» и «Свобода» считаются самыми большими в мире, высота каждой из них достигает 33 метров.
В XI веке Нидерланды были одной из самых густонаселённых стран Европы, а вот с плодородными почвами было не очень хорошо. Их просто-напросто не хватало. Никто не мог с этим ничего поделать до XVI.


5

А потом Ян Лигвотер приспособил ветряные мельницы для осушения глубоких водоемов – до этого при помощи дренажных канав вода отводилась только от неглубоких заболоченных мест. Лигвотер предложил создать ветряные насосы, соединяя валы мельниц с винтом Архимеда. Но одиночные насосы не могли поднять воду на нужную высоту, – тогда он разработал систему последовательной перекачки. Были построены целые системы параллельных каналов. Десятки мельниц перекачивали воду из канала в канал, отводя ее за дамбу, окружавшую осушаемый участок.  Таким способом за последние несколько веков территория Нидерландов увеличилась на 10%.

hello_html_9e54af2.jpg

19 ветряных мельниц в Киндердайке включены в список мирового наследия ЮНЕСКО. Они располагаются в два ряда на берегу рек Nederwaard и Oderwaard. Хотя они сейчас они не имеют практического значения, но они находятся в рабочем состоянии и представляют большой интерес для туристов.

Ветрогенераторы современного образца
Ветрогенераторы, применяемые для получения электроэнергии в наши дни, имеют трехлопастное ветроколесо, направляемое на ветер с помощью специальных двигателей, управляемых компьютерами. Высота мачты промышленного ветрогенератора варьируется в диапазоне от 60 до 90 метров.


6

Ветроколесо совершает 10-20 поворотов в минуту. В некоторых системах присутствует подключаемая коробка передач, позволяющая ветроколесу вращаться быстрее или медленнее, в зависимости от скорости ветра, при сохранении режима выработки электроэнергии. Все современные ветрогенераторы оснащены системой возможностью автоматической остановки на случай слишком сильных ветров.


hello_html_m1a977e30.jpg

Ветроэнергетика в России
Технический потенциал ветровой энергии России оценивается свыше

50 000 миллиардов кВт·ч/год. Экономический потенциал составляет примерно 260 млрд кВт·ч/год, то есть около 30 процентов производства электроэнергии всеми электростанциями России.
Установленная мощность ветровых электростанций в стране на 2006 год составляет около 15 МВт.
Одна из самых больших ветроэлектростанций России (5,1 МВт) расположена в районе посёлка Куликово Зеленоградского района Калининградской области. Её среднегодовая выработка составляет около 6 млн кВт·ч.
На Чукотке действует Анадырская ВЭС мощностью 2,5 МВт (10 ветроагрегатов по 250 кВт) среднегодовой выработкой более 3 млн кВт·ч, параллельно станции установлен ДВС, вырабатывающий 30 % энергии установки.

7.

Также крупные ветроэлектростанции расположены у деревни Тюпкильды Туймазинского района респ. Башкортостан (2,2 МВт).
В Калмыкии в 20 км от Элисты размещена площадка Калмыцкой ВЭС планировавшейся мощностью в 22 МВт и годовой выработкой 53 млн кВт·ч, на 2006 год на площадке установлена одна установка «Радуга» мощностью 1 МВт и выработкой от 3 до 5 млн кВт·ч.
В республике Коми вблизи Воркуты строится Заполярная ВДЭС мощностью 3 МВт. На 2006 действуют 6 установок по 250 кВт общей мощностью 1,5 МВт.
На острове Беринга Командорских островов действует ВЭС мощностью 1,2 МВт.
В 1996 году в Цимлянском районе Ростовской области установлена Маркинская ВЭС мощностью 0,3 МВт.
В Мурманске действует установка мощностью 0,2 МВт.
В Белгородском районе (пос.Крапивинские Дворы) построен сетевой ветропарк на 0,2 Мвт.
В Астрахани установлен и действует автономный ветропарк на 0,1 МВт.

Успешным примером реализации возможностей ветряных установок в сложных климатических условиях является ветродизельная электростанция на мысе Сеть-Наволок Кольского полуострова мощностью до 0,1 МВт. В 17 километрах от неё в 2009 году начато обследование параметров будущей ВЭС работающей в комплексе с Кислогубской ПЭС.
Существуют проекты на разных стадиях проработки Ленинградской ВЭС 75 МВт Ленинградская область, Ейской ВЭС 72 МВт Краснодарский край, Морской ВЭС 30 МВт Карелия, Приморской ВЭС 30 МВт Приморский край, Магаданской ВЭС 30 МВт Магаданская область, Чуйской ВЭС 24 МВт Республика Алтай,

7

Усть-Камчатской ВДЭС 16 МВт Камчатская область, Новиковской ВДЭС 10 МВт Республика Коми, Дагестанской ВЭС 6 МВт Дагестан, Анапской ВЭС 5 МВт Краснодарский край, Новороссийской ВЭС 5 МВт Краснодарский край и Валаамской ВЭС 4 МВт Карелия.
Началось строительство «Морского ветропарка» в Калининградской области мощностью 50 МВт. В 2007 году этот проект был заморожен.
Как пример реализации потенциала территорий азовского моря можно указать Новоазовскую ВЭС, действующей на 2007 год мощностью в 20,4 МВт, установленную на украинском побережье Таганрогского залива.
Реализуется «Программа развития ветроэнергетики РАО „ЕЭС России“». На первом этапе (2003—2005 г.) начаты работы по созданию многофункциональных энергетических комплексов (МЭК) на базе ветрогенераторов и двигателей внутреннего сгорания. На втором этапе будет создан опытный образец МЭТ в посёлке Тикси — ветрогенераторы мощностью 3 МВт и двигатели внутреннего сгорания. В связи с ликвидацией РАО ЕЭС России все проекты, связанные с ветроэнергетикой были переданы компании РусГидро. В конце 2008 года РусГидро начала поиск перспективных площадок для строительства ветряных электростанций.
Ветряной насос «Ромашка» производства СССР
Предпринимались попытки серийного выпуска ветроэнергетических установок для индивидуальных потребителей, например водоподъёмный агрегат «Ромашка».




8

Казахстан.

В Жамбылской области (на юге РК) планируется строительство двух ветряных электростанций (ВЭС) общей стоимостью $1 млрд. Об этом сообщается на сайте областного акимата.

Согласно сообщению, между акимом Жамбылской области Канатом Бозумбаевым и руководством АО "KEGOC", ТОО "ЖЭС" и группой компаний Central Asia Green Power был подписан меморандум о сотрудничестве в области развития возобновляемых источников энергии.

"В Жамбылском регионе, входящем в состав энергодефицитной Южной зоны энергосистемы Казахстана, начата реализация одного из крупных проектов в РК в области развития возобновляемых источников энергии - строительство Жанатасской ВЭС - 400 МВт и Шокпарской ВЭС - 200 МВт. Согласно подписанному меморандуму, инвестор в соответствии с действующим законодательством РК разработает ТЭО и организует финансирование работ по строительству и вводу в эксплуатацию Жанатасской ВЭС и Шокпарской ВЭС за счет собственных и заемных средств", - отмечается в сообщении.

согласно оценкам инвестора, сумма инвестиций в строительства Жанатасской ВЭС и Шокпарской ВЭС составит около $1 млрд, срок реализации проекта - 2 года

В соответствии с Законом РК "О поддержке возобновляемых источников энергии" меморандумом предусматриваются намерения о покупке электроэнергии Жанатасской ВЭС и Шокпарской ВЭС для компенсации нормативных потерь электроэнергии в сетях ТОО "ЖЭС" и АО "KEGOC".

9

Как отмечает источник, согласно оценкам инвестора, сумма инвестиций в строительства Жанатасской ВЭС и Шокпарской ВЭС составит около $1 млрд, срок реализации проекта - 2 года.

Инвестором выступает группа компаний Central Asia Green Power, говорится в сообщении.

 «Летопись Градо-Акмолннской Александро-Невской церкви» гласит:

        «Городу Акмолинску по усмерении степных кочевников (подразумевается мятеж, поднятый в 1837 году Кенесарой Касымовым — А. Д.) пришлось играть в степи видную роль. Почти вся торговля с киргизами (казахами — А. Д.) дальней степи, находившаяся прежде в руках города Петропавловска перешла к Акмолинску».

        Товары поступали сюда из Москвы, Петербурга, Нижнего Новгорода, Царицына, .Ирбита, Пишпека. Ташкента, Бухары и других мест. Купцы всех гильдий и национальностей, скотопромышленники-прасолы съезжались не только из России, Сибири, Средней Азии, но даже из-за границы, не исключая Западной Европы.

        Большую известность получила учрежденная в 1852 году ежегодная Константиновская ярмарка с 21 мая по 10 июня (после официального закрытия она переходила в «сатовку», т. е. в обычную ярмарку). Иногда обороты ее достигали 4 миллионов рублей за сезон.

        Торжище располагалось за городом около менового двора, неподалеку от Чубарского лога (Соленая балка), представляя собой пестрое зрелище. Буквально в течение двух-тpех дней на огромной площади вырастали ряды лавок, палаток, юрт, скапливались десятки тысяч людей. Тут все можно было встретить, начиная от игорных и питейных заведений, пельменных, шашлычных, кумысных, каруселей, балаганов, бродячих артистов, кончая шарманщиками, факирами, непременными

10

цыганскими таборными ватагами, слепыми музыкантами, нищими попрошайками и певцами.

В пыльной толчее и гвалте слышались смиренные псалмы приезжих монахов и монашек, собиравших лепту на построение храмов, зазывные крики торговцев, пьяные песни и ругань, вопли избиваемых пойманных мошенников, блеяние и мычание пригнанного на продажу скота.

hello_html_m466a6d5d.jpg

Таких ветряных мельниц до революции в Акмолинске насчитывалось около 70.

Фото А. Дубицкого 1932 год.


        Но закрывалась Константиновская ярмарка — исчезал ярмарочный городок около менового двора. Разъезжались во все края отягощенные добычей коммерсанты. До следующей ярмарки (Дмитрйевской, ежегодно проводившейся с 26 октября по 10 ноября) остывали торговые страсти, Акмолинск снова становился тихим, малолюдным. Зимой, особенно в Слободке и казахском «джатаке» («джатаком» называлась отдельная группа из 10—15 плоскокрышных саманных мазанок на восточной окраине; в переводе «джатак» — кочевник, перешедший к оседлости) постройки чуть ли не с крышами заносило снегом, летом — секло пыльными ветрами.

        Как заштатный провинциальный город, Акмолинск служил местом ссылки революционеров. По неполным данным, с 1882 по 1906 годы здесь отбывали ссылку 45 человек.  До Петропавловска — ближайшей железнодорожной станции — насчитывалось около 500 верст.

11.

Почту, пассажиров, хозяйственные грузы перевозили на лошадях, быках и верблюдах. Часть населения занималась извозом. По столбовым трактам и проселочным дорогам зимой и летом из города тянулись подводы с хлебом, шерстью, кожами, топленым салом и другими продуктами сельского хозяйства, а обратно везли, строительный лес, промышленные товары, уголь для кузниц, керосин и т. д. Обозы неделями застревали в пути.

        Многие горожане по существу были крестьянами, главным источником доходов которых являлись хлебопашество и скотоводство. Земельные участки, как правило, находились вблизи города. Сено косили в заливных поймах Нуры, Capкрамы, Козгоча, Ишима, у окрестных стариц и озер.

        В ту пору Акмолинск делился на четыре основных части — Крепость, Слободку, Казачье (или Станицу) и Город. Существовали еще три «выгона» — Восточный, Северный и Западный. На выгонах преимущественно селились мещане, содержавшие ветряные мельницы. Мельниц было так много, что, по образному выражению П. Головачева, посетившего Акмолинск в 1903 году и опубликовавшего в московском географическом сборнике «Азиатская Россия» статью об этой поездке, город был окружен «целой сотней ветряных мельниц, которые, словно добрые великаны, отмахивают от него своими длинными руками злых духов степи». Мельницы располагались по дуговому обводу, примерно где-то в пределах теперешних пр.Богембая и улицы им. Авдеева, на открытых степных пустырях.

        Множество «ветрянок» (ветряных мельниц) объясняется тем, что мука нужна была, во-первых, для прокорма самих горожан, во-вторых, для оптовой продажи на ярмарках заезжим скупщикам, и, в-третьих, для обмена и сбыта населению обширных кочевых казахских волостей Северного и Центрального Казахстана, где земледелие почти не практиковалось, традиционным занятием по-прежнему служило

12

животноводство, а потребность в хлебе была велика. Застарелую проблему эту окончательно пришлось решать уже при Советской власти. Усилия, предпринимаемые администрацией, не давали желаемого результата. Вот почему 8 января 1930 года Совнарком Казахской АССР вынужден был даже образовать специальный Комитет по оседанию кочевого и полукочевого населения, а 1 ноября 1932 года Совнарком СССР принял постановление «О плане мероприятий по оседанию кочевого населения КАССР в 1933 году».

        Кроме ветряных, неподалеку от города, на Нуре и Ишиме, работало несколько «водянок», т.е. водяных мельниц. Позднее (еще до революции) появились механические мельницы, дававшие муку в основном трех сортов — размол, крупчатку и сеянку. .

        В период массовой коллективизации крестьян, «ветрянки» были конфискованы, постепенно разрушены. Такая же участь постигла и «водянки».

        Механические мельницы находились: Шмидта — на правом берегу Ишима около современного автодорожного моста, Мацевича — на Восточном выгоне (сгорела после Великой Отечественной войны, на ее месте построен мельзавод № 2 по улице Авдеева, 62), Ефремова — по улице Больничной, Шестакова — по улице Училищной (теперь улица Орджоникидзе. 41, где впоследствии размещалась горэлектростанция, а теперь находится контора «Горэлектросеть»). После национализации работали только две из них — паровая Д. А. Шмидта и дизельная А. А. Мацевича.






13.

Описание конструкции макета : «Ветряная мельница»

Ветряная мельница предназначена для подъёма ,полива приусадебных участков. Проектируемая для исследования установка имеет экономическую выгоду, простоту и практическую значимость.


В верхней части башни устанавливается горизонтальная ось на подшипниках . В передней части оси устанавливаются крылья с лопастями (количество-4штуки). В средней части оси установлен насос.

hello_html_m74861e91.png

Макет ветряной мельницы изготовлен из полиэтиленовой трубы в масштабе М 1:10. В верхней части башни для оси просверливаются два сквозных отверстия для подшипников диаметром 50мм. На круге производится разметка по вертикали и по горизонтали и сверлятся отверстия для крепления крыльев . К крыльям прикрепляются лопасти из дюралюминиевых пластин болтами 3 мм. Ось устанавливается диаметром 6мм на двух подшипниках. В передней части оси устанавливаются крылья с лопастями и фиксируются гайками диаметром 6мм в передней и задней оси Привод от шкива к насосу осуществляется ременной передачей.


14.

Для подачи воды применяется насос марки НШ-10,а от него посредством фланцев осуществляется соединение водопроводными трубками.

Крыша ветряной мельницы изготавливается из листового оцинкованного металла размером 120х100 мм . Крепится на 4 штифтах. Освещение в вечернее и ночное время осуществляется при помощи гирлянды «Дюралайн».



Вывод:

hello_html_m2cd6f261.jpg


Открывая новые пути внедрения инновационных технологий от возобновлённых источников энергии мы предлагаем использовать ветрянные мельницы для иподъёма и полива приусадебных участков с применением капельного орошения. Что позволит уменьшить количество воды для полива,увеличит урожайность овощных культур и снизит затраты на потребление электрической энергии.






7.СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Издание 3.Том 3. Москва -1953г

Стр 225-229


























15

Рецензия.

На учебно-исследовательскую работу

Студента : Умарова Асанали Каирбековича

Секция : Декоративно- прикладного искусства.

Учебно-исследовательская работа на тему :

Изготовление конструкции ветряной мельницы ( в масштабе 1:10).

Актуальность темы : Использование ветрянной энергии для полива приусадебных участков

Практическая значимость темы: Использование конструкции ветряной мельницы для полива приусадебных участков.

Соответствие содержания работы заданию и темы: Изготовление макета построено как выражение прикладного искусства в современном эстетическом стиле.

Грамотность изложения материала и качество оформления работы :

Для проведения расчётов и изготовления макета проведена работа по просмотру слайдов ,эскизов , рисунков. Определена последовательность выполнения работы.

Самостоятельность выполнения работы, глубина проработки материала ,использование рекомендованной и справочной литературы: Был выполнен эскиз ветряной мельницы . Конструкция выбрана самостоятельно с применением горизонтальной оси . Детали выполнялись в масштабе М 1:10 самостоятельно.

Обоснованность и доказанность выводов: Рекомендовано использовать ветряную мельницу для полива приусадебных участков.

Недостатки в работе: Сама идея имеет определенное экономическое значение, экономию энергии. Лопасти крыла ,требуют изменения к направлению ветра .


17

Студент заслуживает оценки : хорошо

Рецензент : Гниненко Михаил Иванович, мастер производственного обучения высшей категории. __________ «16 мая «2014 год



































18.


Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 25 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДВ-510814

Похожие материалы