7.4.2.1 风力提水的益处
风力提水之所以能在世界各地,特别是在发展中国家得到广泛的应用,其主要原因如下:
(1)风力提水机结构可靠、制造容易、成本较低、维护操作简单。
(2)储能问题容易解决。当水被提上来后,只需注入水罐或水池中就可以储存,在无风或小风时,可放水使用。
(3)风力提水机在低风速下工作性能好。多数风力提水机风速在3m/s时就可以启动,一般只要风轮转动起来就能进行提水作业。
(4)采用风力提水经济效益比较显著。利用风力提水制盐、养虾等,不仅节省常规能源,没有污染,而且经济效益十分显著,通常2~4年即可收回风力机组的投资成本。
(5)风力提水机应用范围较广。风力提水可以用做农田、草场灌溉,提供人、畜用水,水产养殖,提取海水制盐,还可以用于沿海滩涂改造,如冲淋盐碱造田、向芦苇田灌水等。
7.4.2.2 风力提水机配套水泵
风力提水机配套水泵主要分为往复式水泵和旋转式水泵两大类。另外还有气压式、喷射式、蠕动式等多种形式,但实际应用不多。
各种类型配套水泵的基本结构和工作过程如下。
1.活塞泵
活塞泵也称拉杆泵,有单作用泵和双作用泵两种。其工作过程与农村广泛应用的“手压泵”没有什么本质区别。
2.螺旋泵(www.daowen.com)
螺旋泵是从欧洲发展起来的一种低扬程大流量提水机具,它靠风轮传动机构带动螺旋叶片的旋转,把水提升起来,它具有工作效率高、启动扭矩小、对水质适应性强、操作方便等优点,用于3m以下扬程的大流量提水。
龙骨水车曾是我国传统风车配带的提水机具,整个机具几乎完全由木材制成。它是由主动拨轮、龙骨、刮板、从动拨轮、水槽等零部件构成,装在龙骨(铁索)上形成一条“链扒”,水槽的下段和从动拨轮浸在低水源中。当风轮转动时,由动力输出轴驱动水车的主动拨轮转动,经龙骨传动使从动拨轮也回转,龙骨上的刮板自下而上循环爬动,把下段槽中的水“刮”到上端,流进灌渠的水池中。
4.钢管链式水车
钢管链式水车的提水过程与龙骨水车一样,但在结构上却有较大的改进,木制的开式水槽改为封闭式圆形钢管,工作效率提高了。它主要由主动链轮、被动链轮、钢管、链板、支架等构成。
龙骨水车与钢管链式水车,适于在3m以下扬程使用,最佳工作转速为45r/min左右。它们的优点是结构简单,制造成本低;缺点是工作效率低,龙骨和链条易损坏。
5.膜片式拉杆泵
它与单作用活塞式拉杆泵不同之处在于用膜片的往复鼓动代替了活塞的上下运动。
6.螺杆泵
风力机带动螺杆旋转,井中的水沿螺杆与外壳之间的螺旋形流道被挤送到地面上。这种泵加工困难,转动时摩擦阻力较大,螺杆磨损后容积效率低。
7.离心泵
离心泵启动前要将吸水管及泵壳中灌满水(或采用自吸装置),当风力机带动泵轴旋转时,在叶轮的离心力作用下,叶轮中的水甩入泵壳继而流入出水管送往高处,在叶轮的中心及吸水管里形成真空,在大气压力作用下,低水源的水顶开吸水管下端的底阀,流入吸水管到叶轮的进水口,形成了水的连续流动。风力机采用离心泵提水,难点在于风轮的转速与水泵叶轮转速的匹配上。
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