Un Manuale di Disegno per Ruote di Acqua con dettagli per domande a che pompa acqua per uso di villaggio e che guida apparato piccolo

VITA 1600 Boulevard di Wilson, Seguito 500 ARLINGTON, VIRGNIA I 22209 STATI UNITI TEL: 703/276-1800. Facsimile: 703/243-1865 Internet di : pr-info@vita.org

[C]VITA, Inc. 1975

Reprints: marzo 1977 giugno 1981 gennaio 1989

INDICE DI

ELENCO DI TAVOLE

ELENCO DI FIGURE

DIVIDA UNO: LA RUOTA DI ACQUA

io l'Introduzione di

l'II Formulazione del Problema

III Disegno Limitazioni - Vantaggi e Disadvantages

IV le Considerazioni Teoretiche per Disegno

A. di Stalla Collana metallica

B. di Potere Produzione vs. Velocitŕ; Flusso Richiesto Tassa

C. di Secchio Disegno

D. Disegno Che porta

E. Shafts

F. le Considerazioni Minori

V di le Considerazioni Pratiche per Disegno

A. Materiali

B. Costruzione Techniques

C. Manutenzione

DIVIDA DUE: DOMANDE

io Water che Pompa

A. di Pompa Selezione Criterio

il B. Affetto per Spingere

C. Piping

II Domande Altre

Appendice l'I Esemplare Calcolo

Appendice II Un Pistone Facilmente Costruito Pump:

di Richard Burton

BIBLIOGRAFIA

LIST DI TAVOLE

Tavola I Stalla Collana metallica per Piede di Width

Proponga II la produzione di Horsepower per un Torque Continuo Wheel per RPM per Piede di Ampiezza

Tavola III Acqua Potere Contributo per Fare girare per il per di RPM Il Piede di di Ampiezza per Mantenere Collana metallica Continua (il hp.)

Tavola IV Flusso Percentuale in Galloni Imperiali per RPM

per Piede di Ampiezza di Ruota Richiesto a Maintain Collana metallica Continua

Tavola V Estimated Produzione di Massimo il for di Horsepower

la Contributo Acqua Flusso Percentuale Condizione Continua

Proponga VI Limiti Superiori su Flusso di Useable Tassa for

Ruote di Taglia Varie

Proponga VII che Peso Approssimato ha Trasportato con un carro da Ogni Bearing

Proponga il Massimo di VIII Diametro Che porta Richiese for

Caricamenti Vari

Proponga IX Standard Tubo Taglie per Uso come with di Assi Bearing a 12 pollici da Orlo di Ruota

Tavola X Estimated l'Attrito Factors

Tavola le XI Picco Pompa Pistone Velocitŕ per Rod di Pompa Legato Direttamente ad una Manovella sulla Ruota

Tavola XII Picco Forza sul Rod di Pompa di un Piston

Pump per Fori Vari e Teste

Proponga Volume di XIII di Acqua in Delivery Messo in ordine di grandezza e Vario Pipes ([ft.sup.3])

Proponga XIV Forza Inerziale per Pollice di Colpo per Various

I Volumi di di Acqua alle Velocitŕ del Ciclo della Pompa Varie

Proponga XV Horsepower Required per Acqua che Pompa at

Percentuali di Flusso Varie e Teste

Proponga le Quantitŕ di XVI di Acqua Pompate per for di Colpo Foro Vario e Liscia Taglie

LIST DI FIGURE

Figuri 1 Side View Schematici di Forma di Secchio

Figuri 2 Prospettiva Schematica della Distribuzione di Acqua su Wheel

Figuri 3 Prospettiva Schematica di una Slider-manovella Mechanism

Figuri 4 Prospettiva Schematica di un Pump Trunnion-montato e Manovella

Figuri 5 Prospettiva Schematica di una Barzelletta scozzese Mechanism

Figuri 6 Viste Schematiche di un Appropriato Camma-activated

Pump il Rod

PART UNO: LA RUOTA DI ACQUA

I. INTRODUZIONE DI

Supplying il potere a molte ubicazioni remote nel mondo da centrale generatori che usano metodi di distribuzione consueti sono economicamente uni inattuabile o sarŕ molti anni nel venire. Power, dove desiderabile, la volontŕ abbia bisogno di perciň essere generato locally. apparato commerciale e Vario č introdotto sul mercato, ma la spesa di capitale richiesta o maintenance/running costo č oltre la capacitŕ di molti utenti potenziali. che dello sforzo ha stato speso al Papua Ghinea Nuova l'Universitŕ di Tecnologia concepire costo basso vuole dire di generare ammontari modesti del potere in ubicazioni remote. Questa carta riporta uno tale progetto che comporta lo sviluppo di minimo costi apparato per provvedere il potere meccanico. Nonostante il finale uso al quale il potere č messo le fonti naturali di energia che puň essere utilizzata č categorizzato equamente prontamente. Fra loro:

1. Falling l'acqua 2. ANIMALS 3. Sun 4. Wind 5. Combustibili di Fossile di

6. combustibili Nucleari 7. spreco Organico

Sole, vento ed acqua sono gratis e rinnovabili nel senso che usando loro noi non alteriamo la loro utilitŕ futura. Dall'operare continuamente costi le considerazioni, una scelta da fra questi č attraente. Da capitale costň l'idro-potere di considerazione puň essere molto poco attraente. Sun e vento fa basare limitazioni naturali ed ovvie su tempo locale conditions. Furthermore, per ragioni tecnologiche ed economiche solare uso di potere č limitato al momento a domande che utilizzano l'energia direttamente come parte di un calore Animali di cycle. richiedono cura specializzata e cibo continuo Conversione di sources. di spreco organico ad energia di useable č stato sperimentando con, con successo diverso, in molte parti di il mondo.

Purchessia la forma dell'energia naturalmente accadendo, puň essere trasformato, se necessario, in useable motorizzi in una varietŕ larga di modi. La scelta di metodo dipende su un'interazione complessa di troppo molte considerazioni enumerare completamente qui, ma fra loro č:

1. l'uso al quale sarŕ messo il potere; 2. la forma nella quale sarŕ utilizzato. Questo generalmente, ma non esclusivamente, cadute nel categorie larghe di meccanico ed elettrico; 3. gli economici e risorse naturali disponibile; 4. La disponibilitŕ di di installazioni di manutenzione appropriati; 5. se l'apparato deve essere portabile o non.

II. LA FORMULAZIONE DI DI IL PROBLEMA

Nell'assenza di una richiesta specifica da governo o alcuno fuori corpo, la decisione fu presa primariamente basata sull'abbondanza ovvia di il potere di acqua disponibile per investigare largamente le possibilitŕ di disegno per apparato di costo basso per produrre piccole quantitŕ del potere meccanico. Uno immediatamente domanda potenziale ed ovvia č la generazione di elettrico motorizzi, ma per ragioni menzionarono sotto " Domande " Altre in Parte Due questo non č stato pursued. However, in molti luoghi che villaggi sono localizzato a della distanza dalla fonte tradizionale di bere acqua. L'uso intenzionale e principale per il potere generato dalla macchina discussa in questo manuale č stato il pompare di acqua potabile per la distribuzione ad un village. Il progetto, cosě ha incluso costruzione di un affetto di pompa semplice also. che Molti usi potenziali ed altri sono discusso piů tardi.

Limiti sullo scopo del progetto furono decisi basati su numeroso considerazioni:

1. Il Minimo di di spesa di capitale indicň un'apparecchiatura che potrebbe essere costruito localmente di poco costoso Materiali di senza componenti specializzati, costosi o apparato richiesero.

2. del quale costruzione Locale ha suggerito il desiderabilitŕ disegna dettagli che richiedono costruzione solamente semplice Tecniche di .

3. da quando era probabile che l'installazione fosse remota (indicando una scarsitŕ probabile di negozianti specializzati e locali) Manutenzione di , se alcuno, deve essere minimo e semplice.

4. L'apparecchiatura dovrebbe essere tale quello ripara, se alcuno, poteva sia portato fuori su-luogo con parti ed attrezzi necessari accende abbastanza per essere portato facilmente al luogo.

5. Le considerazioni solite della sicurezza devono applicare col Conoscenza di che i bambini di villaggio non potevano not/would be tenne via dall'apparecchiatura.

Io decisi di concentrarmi su investigare la praticabilitŕ di usare il ruota di acqua, esso che č l'apparecchiatura che sembrň molto probabilmente ottimizzare il criterio messo fuori above. There č tipi altri di macchine appropriato per creare il potere meccanico da fonti idre, ma nessuno, conosciuto a me puň essere costruito con tecniche cosě semplici che richiedono cosě basso un livello di negozi le abilitŕ come la ruota di acqua di legno.

Ruote di acqua ora sono in uso in parti varie del mondo. Molti hanno stato costruito su una base di hoc di annuncio e varia nella complessitŕ, efficienza e l'ingegnositŕ di disegno e costruzione. L'apparecchiatura di base č cosě semplice che una ruota lavorabile puň essere costruita da pressocché chiunque che ha il desideri a try. However, le sottigliezze di disegno che separato adeguato da modelli inadeguati quelli possono scappare senza sufficiente tecnico training. Il numero di progetti abbandonň dopo un relativamente la vita corta attesta al fatto che designers/builders spesso hanno piů strappo che skill. sembra desiderabile per attaccare il problema in una maniera sistematica con un obiettivo di stabilire un manuale di disegno per la selezione di taglie corrette richiesero di soddisfare un bisogno specifico e mettere fuori disegno caratteristiche basarono su principi di ingegneria di suono. che io offro il seguente come un tentativo di soddisfare quel obiettivo.

La ruota consiste di per tenere l'acqua-fisso in una cornice e sistemato cosě che i secchi ed incornicia insieme ruoti su un asse centrista quale č diretto perpendicolare al flusso di acqua di insenatura. Traditional disegni assumono gli undershot, overshot o configurazioni di mammella. Nel undershot fanno girare, i flussi di acqua di insenatura tangente all'orlo piů basso del wheel. Nell'overshot fanno girare, l'acqua č portata in tangente alla cima orlo della ruota, riempendo parzialmente o pienamente il secchio. che č portato nei secchi fino a che scaricň piuttosto fuori prima di giungere al punto piů basso sul wheel. La ruota di mammella ha iscrizione di acqua la ruota piů o leas radialmente, riempendo i secchi ed essendo scaricato di nuovo poi vicino il fondo del wheel. che valori di efficienza Tipici variano da basso come 15% per l'undershot a bene su 50% per l'overshot con la mammella faccia girare in-fra.

Noi ci concentreremo sulla ruota di overshot come essendo la scelta piů probabile dare produzione di potere di massimo per dollaro costň, o per libbra di macchina, o per manhour di tempo di costruzione basato su efficiences aspettato. Mitigando contro questa scelta il bisogno č per un earthworks piů complesso e modo di corsa con la ruota di overshot dove l'acqua deve essere guidata in ad un livello almeno come lontano sopra dello sbocco come il diametro del wheel. che Gli undershot fanno girare, chiaramente puň essere messo soltanto in giů in cima a il ruscello con virtualmente nessuna preparazione di raceway necessario. Ma in molti ruscelli l'aumento e caduta con pioggia locale e pesante sono spettacolose, quindi protezione di inondazione sarebbe una considerazione notevole per alcun tipo di apparecchiatura. La protezione di inondazione piů semplice č un canale che conduce dal fiume al installazione, con insenatura al canale controllato tenere acqua di inondazione nello stream. principale da quando un canale di diversione probabilmente sarebbe richiesto in ogni modo, le disparitŕ sono molto buone che un'ubicazione appropriata per assumere un ruota di overshot puň essere trovata per installazioni la maggior parte di. Nell'evento che l'installazione di overshot č impossibile, gli undershot spingono stando a gambe divaricate il canale di diversione č semplice ad uso.

Un'altra considerazione che fa l'overshot fa girare attraente č il allevi con cui puň maneggiare immondizia nel ruscello. First, l'acqua battute di caccia sulla ruota e cosě immondizia tende a trovare flung via nella munire di coda-corsa non c'č di solito senza prendere in un bucket. Secondly, il spazi stretti tra corsa e fa girare in che puň bloccarsi immondizia. Somewhat piů vicino sistemazioni appropriate sono richieste con mammella ed undershot ruote per trovare efficienza buona.

III. LIMITAZIONI DI - VANTAGGI E SVANTAGGI

che La ruota č un'apparecchiatura di velocitŕ lenta limitň riparare rudemente fra 5 e 30 rpm. Consequently questo limita la sua utilitŕ come una fonte di potere per generazione di elettricitŕ o alcuna operazione di velocitŕ alta ed altra a causa di il passo su in velocitŕ required. Anche se non un problema grande da un punto di vista che pianifica, rotismo adeguato o velocitŕ moltiplicando altro apparecchiature comportano le complessitŕ in aumento in termini di soldi, potenziale problemi che porta, e manutenzione.

La velocitŕ lenta č vantaggiosa quando la ruota č utilizzata per guidare tipi certi di apparato giŕ in uso e motorizzň attualmente da hullers di Caffč di hand. e hullers di riso sono due quali richiedono solamente la cavallo-potere frazionaria, velocitŕ bassa che input. Water che pompa puň essere portato a termine a virtualmente alcun speed. produzione di velocitŕ Lenta di una ruota non puň di corso, direttamente motorizzi una pompa centrifuga o assiale. Il dislocamento positivo pompa " di " secchio o pompa di ascensore di suzione giŕ in uso in vario villaggi normalmente operano bene a sotto 100 cicli per cronometri e sia adattato per uso in congiunzione con una ruota alla velocitŕ lenta. Questo di corso, č stato fatto per centinaio - forse migliaia - di anni altrove.

Apparecchiature di questo tipo hanno relativamente capacitŕ di produzione di potere bassa. Il produzione di potere dipende sulle dimensioni della ruota, la velocitŕ e gli useable fluiscono percentuale di acqua alla ruota. Per esempio, un ricostruě ruota di mammella installata in un museo in America di 16 piedi fuori diametro e con profonditŕ di secchio di 12 in. operando a 7 rpm, con percentuale di flusso di 28 piedi cubici di acqua per secondo aveva un potere valutato produzione di 18.5 hp (14 kw) (calcolň ad un'efficienza di 100%). Actual produzione su quella ruota non č stata misurata ma sarebbe meno che 10 hp (7.5 kw) . Un 3 piedi OD, 1 1/2 piedi modello di vide costruito dall'autore č nella serie di cavallo-potere frazionaria.

Giŕ menzionň una volta, vale che un'acqua di useable ruota si puň costruire quasi dovunque che un ruscello permetterŕ, col piů greggio di attrezzi e le abilitŕ di falegnameria elementari.

IV. LE CONSIDERAZIONI TEORETICHE

A. Stall la Collana metallica

La capacitŕ di collana metallica di stalla della macchina, ignorando la velocitŕ effettua dell'acqua che urta contro sui secchi temporeggiati, č facilmente calcolň da un sommatoria semplice di momenti sull'asta dovuto al peso di acqua in ognuno riempito o parzialmente riempě secchio. Obviously questo dipenderŕ in parte dall'ammontare di fuoriuscita dal secchio che a turno dipende da secchio Secchio di design.

configurations usato nel 18 e 19 secolo variň dipendendo sull'abilitŕ del builder. Loro furono determinati empiricamente sul criterio di massimizzare collana metallica massimizzando ritenuta di acqua nei secchi mentre riconoscendo quel disegno di condizione ideale su questo Il criterio di richiese anche le complessitŕ di costruzione aumentate. Buckets di forma mostrato schematicamente in una vista laterale, Fig. 1

fu usato per overshot e mammella configurations. Il diritto parteggiň secchi sono efficienti ma piů semplice a construct. Il L'ampiezza di del fondo del secchio era tipicamente 1/4 dell'ampiezza dell'annulus dove era chosen. Purely quella configurazione che secchi radiali stati usati in ruote di undershot.

č conveniente per usare tre delle dimensioni della ruota per Il calcolo di della capacitŕ di collana metallica della ruota: il fuori Raggio di , r; l'ampiezza di ruota, w i.e., da lato per parteggiare; ed il Ampiezza di annulus di , t definito come t = (fuori di diametro - in DIAMETER)/2 DI . Veda Fig. 1.

Il rapporto dell'ampiezza di annulus, t al fuori raggio, r č importante spingere disegno come lŕ č limiti pratici al valori utili che possono essere employed. In questa carta solamente rapporti 0.05 t/r <0.25; sono considered. Per rapporti piů piccoli, il potenziale La produzione di per piede di diametro della ruota č considerata troppo bassa a č pratico. Per valori piů grandi, i secchi divenuti cosě profondo quello c'č tempo insufficiente per riempire ogni uno come passa sotto il corre uscita. Also, fin dalla collana metallica ed il potere dipende al ha il peso di acqua alla distanza possibile e piů grande dal spinge asse, aumenti di profonditŕ di annulus in aumento peso di ruota totale piů veloce di lui che se piů Del potere di č avuto bisogno č migliore aumentare l'O.D. che aumentare l'ampiezza di annulus a valori che eccedono t/r = 0.25. In cosě il spinge peso ed i componenti strutturali a sostenere quel peso rimane economicamente piů vantaggioso per una produzione di potere determinata. Historically, ruote hanno teso ad avere valori di t/r circa il 0.1 a 0.15.

limiti Superiori su ampiezza di ruota hanno badato verso verso 1/2 l'O.D. a causa di problemi strutturali con ruote piů larghe.

che puň essere valutato che le ruote di overshot operano col equivalente di verso 1/4 dei secchi full. Che č, il somma peso di acqua che fa lavoro utile sulla ruota č 1/4 di il totale nel quale sarebbe contenuto un anulare solido di dimensioni lo stesso come l'O.D., I.D. ed ampiezza del wheel. L'attuale si appesantisce la distribuzione dell'acqua č come mostrato schematicamente in Fig. 2a a causa di fuoriuscita dai secchi come loro si avvicinano

la corsa di coda. Se noi presumiamo l'acqua č concentrata nel quadrante anulare mostrato in Fig. 2b, la collana metallica di stalla puň essere valutata piů facilmente. che Un fattore di correzione appropriato potrebbe essere applicato per dare conto di disegno di secchio attuale, se quella raffinatura fosse considerata necessario.

Results per ruote di dimensioni varie sono dati in Tavola 1.

L'Esperienza di ha mostrato quello molti addestrarono non-tecnicamente utenti di queste informazioni saranno piů fiduciose della loro abilitŕ di usare Dati di dati in tabellare che in form. grafico Ambo saranno presentati qui quando adatto.

B. Power la Produzione

Power produzione č il prodotto della collana metallica sull'asta di produzione e i rotational vanno a tutta velocita' dello shaft. Sull'assunzione che lŕ č flusso di acqua di insenatura sufficiente per tenere i secchi pieno, con ciň che tiene la costante di collana metallica, la produzione di potere aumenta linearmente con velocitŕ. In un'ubicazione dove c'č virtualmente un illimitato insenatura acqua approvvigionamento, questo calcolo darŕ un limite superiore a la produzione di potere che puň essere aspettatsi.

La produzione di horsepower per rpm per piede di ampiezza č mostrata in Tavola II.

la Tavola l'entrata di II adatto alla ruota di taglia tempi usarono il la velocitŕ attuale in rpm calcola l'Ampiezza Della ruota in piedi.

Il contributo di potere di acqua č il potere di massimo che poteva la ruota realizza se fosse 100% efficient. č calcolato come il prodotto del peso specifico dell'acqua, la percentuale di flusso di volume, e testa e č dato in Tavola III per comparison. che Questa entrata č anche in horsepower

che ha costretto a tenere i secchi pieno e č dato in Tavola IV.

dal muro di secchio thickness. per il quale Questo puň essere corretto piů tardi se desiderň. che La testa č presunta qui per essere il diametro della ruota. L'orlo piů basso della ruota č il permesso di elevazione piů alto per Il tailrace di annaffiano senza interferire con la ruota e sono un logico Dato di . Raceways di Insenatura di sono trovati con un pendio significativo raramente cosě che la velocitŕ effettua di acqua di raceway sono small. che sufficientemente sembra accurato valutare l'elevazione di insenatura come la cima del fa girare. che con ciň Alcun errore ha presentato saranno sul conservatore parteggia in ogni modo.

che efficienza Teoretica valuta per la ruota che usa le assunzioni adottň finora puň essere trovato prendendo il rapporto della produzione di potere da Tavola II ed il contributo di potere corrispondente di Tavola III. Questi valuta, per la distribuzione di peso di acqua presunta prima, č circa 50% per le ruote di annulus strette e lascia cadere solo a sotto 45% per l'annulus piů largo wheels. Come prima menzionato, un bene disegnň e costruě ruota darŕ efficienze migliore di this. Questo valore comparatamente modesto č primariamente il risultato di non considerare l'effetto dell'acqua ancora nei secchi sotto il centerline orizzontale. riflette il fatto che il semplificare Assunzione di che i secchi rimangono a metŕ strada pieno in giů la ruota ed improvvisamente scarica tutta la loro acqua non č accurate. Che l'imprecisione č tollerabile perché 1) fa l'analisi cosě semplice e 2) dŕ figure lievemente conservative per il potere cosě che pressocché ogni lettore sarŕ assicurato di trovare il potere sufficiente uguaglia da ruote di costruzione relativamente dilettantesca.

Quando il flusso di acqua č meno che il richiesto per riempire ogni secchio completamente come puň essere il caso per un ruscello di taglia limitata, il motorizza caratteristiche sono alterate in che la collana metallica ora č un funziona della velocitŕ. Using l'assunzione di un quadrante anulare lavorando, ma non pieno, il volume di acqua, V nel quadrante č

V DI = Q/4N dove Q = percentuale di flusso di volume ([ft.sup.3]/min)

N = la velocitŕ (il rpm)

Il peso di acqua nel quadrante anulare ad alcuna velocitŕ č poi pgV dove

p = la densitŕ di acqua

g = l'accelerazione gravitazionale

Con unitŕ in piedi, libbre, e minuti, il horsepower per essere aspettatsi da questo annulus lavorare č

HP DI = 2[PI] NT - 33,000

dove T = il pgV[bar]x = il pgQ[bar]x - 4N

[bar]x č la distanza al centroid del quadrante anulare dal rotazione axis. č uguale per fare la media di diameter. [D.sub.av], dell'annulus diviso da [la pi].

Perciň

HP DI = 2[PI]NPGQ[D.SUB.AV] = PGQ[D.SUB.AV] - 4[PI]NX33,000 66,000

Il potere č indipendente dallo speed. L'efficienza č la stessa come previously. calcolato č perché il potere di produzione č un funziona del diametro medio per il quale l'efficienza lascia cadere via annulus largo fa girare di un fisso fuori di diameter. il potere Potenziale Produzione di da una ruota che opera sotto le condizioni di flusso continuo puň essere valutato piů facilmente dall'equazione per il potere di contributo di acqua, che presume 50% efficienza di massimo e testa uguale al fuori Diametro di .

Power sotto le condizioni di flusso continue per ruote di diametro varie č mostrato in V di Tavola per flusso raggiungibile e probabile rates. I valori

Entrate di da fattori come mostrato al fondo della tavola per vario valori di t/r pratici. il prototipo di L'autore con t/r = .17 esaminarono a verso 150 gpm, diede il potere di produzione di verso .06 hp in accordo ragionevole coi valori predetti in Tavola V.

Blank che spazi sono lasciati dove sono non pratico per percentuali di flusso il spinge taglia data. confini Superiori a percentuali di flusso pratiche per vario fa girare taglie sono trovate moltiplicando l'entrata da Tavola 1 dal limite superiore e pratico della velocitŕ ed ampiezza per l'O.D. e č mostrato in Tavola VI. che confini piů Bassi sono soggetto a notevolmente piů Supposizione di . Sull'assunzione che sarebbe costoso a costruisce una ruota di ampiezza meno che 1 piedi ed azionarlo a meno che 25% capacitŕ (scelta completamente arbitraria) per il Le velocitŕ di citate in Tavola VI che i confini piů bassi ed utili possono essere valutati. Questi sono indicati da spazio vuoto sotto i 100 gpm e 200 colonne di gpm in Tavola V.

TABLE VI

Limiti superiori su Useable Flusso Percentuali per Ruote di Taglia Varie in Galloni Imperiali Per minuto (presumendo spinge ampiezza = 1/2 (O.D.) e la velocitŕ periferica č 5 ft/sec.)

Fuori di Diametro (piedi)

3 4 6 8 10 14 20 Annulus Width RPM a 5 ft/sec la velocitŕ periferica +(IN. ) 32 24 16 12 10 7 5

2 500 625 1000 3 700 900 1400 1900 2500 4 900 1150 1800 2400 8000

6 1650 2600 3500 4500 6000 9500 8 3400 4500 6000 8500 12000 10 5500 7500 10500 15500 12 6500 9000 12500 18500 16 17000 24000 20 20000 30000 24 35000

Il limite superiore alla velocitŕ al quale la ruota opererŕ dipende primarily sulla percentuale al quale la ruota getta l'entrata annaffia via cosě che non č utilized. che Questo dipende primariamente sulla velocitŕ e raggio della ruota e secondariamente sul porta in secchi configurazione e la sua relazione all'acqua di insenatura.

che Le figure citate in Tavola che VI č basato sulla regola di pollice la velocitŕ periferica di 5 ft/sec. Con piů piccolo fa girare questo č un Bit di alto, basato su prototipo tests. Con le ruote piů grandi il la velocitŕ periferica puň essere alta come 8 ft/sec.

In sommario, il tipo di vs di potere. curva di velocitŕ che colui puň aspettarsi da una ruota di acqua č come segue per percentuali di flusso fisse: Linearmente che aumenta da zera accelerazione alla velocitŕ a che i secchi puň essere riempito piů completamente dal flusso prevalente, poi continuo su alla velocitŕ alla quale sono ammontari significativi di acqua rifiutň dalla ruota gettando azione, mentre decrescendo da allora in poi in proporzione (rudemente) alla piazza della velocitŕ.

C. Bucket il Disegno

Il disegno di secchio ottimale č preso essere che che produce il collana metallica piů grande sulla ruota shaft. Il limite superiore a questa condizione č che i secchi riempono completamente alla cima, porti il pieno innaffia peso senza fuoriuscita al fondo e scarica i loro carichi lŕ. There non č un metodo pratico di realizzare questo massimo. Con secchi fissi, il meglio noi possiamo fare č minimizzare fuoriuscita da i secchi come loro viaggiano dalla cima, dove loro sono riempiti, al fondo dove dovrebbero essere vuoti loro (cosě come limitare perdite incorse in portando acqua sul lato di schiena della ruota).

There sono largamente due stili di secchio come mostrato in Fig. 1. Nel secchio parteggiato e diritto i limiti sull'angolo il secchio fa con la tangente all'O.D. + I.D. (Veda Fig. 1) č da tangenziale (il 0[degrees]) a radiale (90[degrees]) . Con secchi tangenziali, il ripieno Il processo di č lento alla cima a causa dell'angolo molto poco profondo con rispetta all'incoming(nearly orizzontale) water. Furthermore il che vuota processo al fondo non č completo fino a che dopo il porta in secchi passaggi toccano il fondo centre. morto Questo porta dell'acqua sul indietro il lato e di conseguenza riduce l'efficiency. All'altro secchi estremi, radiali quasi sono vuoti dalla durata che loro sono andati 1/4 svolta dalla cima perché il muro di secchio č poi orizzontale.

Noi possiamo valutare l'angolo ottimale presumendo che il piů grande effettua sarŕ dovuto al secchio a cui peso sta agendo il distanza piů grande dallo shaft. disegnando secchi di vario Angoli di che noi possiamo valutare, graficamente l'optimum. Mentre il secchio tangenziale porta l'ammontare piů grande di acqua, il suo centroid La distanza di non č una massimo che Il massimo accade ad un secchio Angolo di (alla tangente all'I.D.) di approssimativamente 20[degrees] . Mentre il ancora ammonta di acqua trattenuta a 90[degrees] dopo cima centro morto da questa forma di secchio č approssimativamente 20% meno che per il secchio tangenziale, il La perdita di č compensata per nel ripieno primo e vuotando presto. Especially su vuotare, i 20[degrees] inclinazione č un fattore notevole fin dalla lunghezza del secchio (distanza da I.D. affili ad O.D. orlo) č piů di 30% piů corto del bucket. tangenziale Con una 30[degrees]-secchio, il peso che porta capacitŕ a 90[degrees] dopo che cima giů la quale centro morto č ad approssimativamente 65% del tangenziale, una figura che č cosě bassa che esso non puň essere compensato per dagli effetti secondari su efficienza come riempendo ed emptying. Questa tecnica grafica, mentre di nessun valore supplementare nel disegnare alcuna ruota individuale, anche gli show che l'assunzione della distribuzione di acqua su un superiore Il quadrante di č un ragionevole per valutare collana metallica.

io raccomando l'angolo di muro di secchio sia tenuto tra il 200 ed il 250 a l'I.D. tangente.

L'uso di spiani secchi toccati il fondo non cambi significativamente il innaffia portando capacitŕ per angoli di muro di 20[degrees] . che Lo scopo č per decrescere la distanza l'acqua deve viaggiare per vuotare il secchio. il Suo uso č in modo crescente che dŕ beneficio a rapporti di t/r grandi ma il Il costruttore di deve accettare che la costruzione č complicata piuttosto piů che quello del diritto parteggiň bucket. che ampiezze Piů basso devono č approssimativamente 1/4 dell'ampiezza di annulus, t. Questo taglierŕ 25% via l'ampiezza di lato col compagno che salva in distanza viaggiante per vuotare il secchio. che Il significato di questo č che meno acqua č portň sul lato di schiena del wheel. Alcuna acqua portata sul indietro lato abbassa l'efficiency. io non posso dare figure per il Il miglioramento di di efficienza che usa appartamento toccň il fondo secchi ma sembra duro da immaginare tanto quanto dieci punti di percentuale.

Historically, forme di secchio hanno variato considerably. che Loro erano, come lontano come io posso determinare, emperically. eletto (In un storico sente questo č arbitrariamente " un eufemismo per " o " da supposizione " colta). Dalla durata pianifica, piuttosto che falegname-artigiani, stava considerando il problema che l'utilitŕ della ruota di acqua era giŕ sul ribasso). Even in manuali relativamente recenti per Costruzione di , circa 1850 mentre ruote erano ancora in uso generale negli Stati Uniti, angoli di lato di secchio di 45[degrees] fu raccomandato - una scelta che puň essere mostrato facilmente per essere efficiente che angoli piů piccoli. I 20[degrees] - 25[degrees] figura č, comunque, in accordo vicino col disegna di due ruote che io so sono ancora in uso negli Stati Uniti

Il numero di secchi per usare dipende sul volume consumato da il muro di secchio material. che La ruota ideale ha spaziato da vicino porta in secchi di parete sottile molta thickness. Una figura ragionevole disegnare da non č quello su 10% di volume anulare dovrebbe essere consumato in porta in secchi materiale. valori Tipici per le ruote di taglia discussero qui sarebbe 25 - 30 - 1/4 in. secchi spessi su un piede del 3 fanno girare e 50 - 1-1/4 in. secchi spessi su un'il ruota di 14 piede.

D. Bearing il Disegno

La ruota stessa ha solamente uno strofinando o scivolando parte soggetto a porta, viz. i portante su che l'asse č Standard di supported.

che sopporta disegno č coperto in pressocché alcun disegno di macchina text. In the fabbrica di tale apparecchiatura come č discusso qui, il valore di tale portante standard " sono questionable. Fully tempo-rese impermeabile La palla di o portante di chi arrotola sono troppo costosi e complicati per soddisfare il criterio iniziale.

Bronze bushings con materiale di asta appropriato sarebbero soddisfacenti ma lubrificazione e sostituzione il problems. di ambo il presente L'uso di portante di legno sono, io penso, l'alternativa migliore per molte ragioni:

1. La Semplicitŕ di di prodotto con abilitŕ locali.

2. La Disponibilitŕ di di parti di sostituzione.

3. costo Trascurabile.

che portante Di legno sono usati commercialmente per tali domande come lavando macchina torcitoio portante sotto condizioni che simulano quelli proposte per la ruota. L'acero di Rock di , lignum vitae, e specie varia di quercia sono usň commercialmente, ma quando questi non sono nativi al paese di intese uso, sostituti possono essere equamente found. Fra boschi con la distribuzione molto estesa, altri che possono essere aspettatsi ragionevolmente essere soddisfacente č faggio e reparti di Selvicoltura di mangrove. rossi, quando che loro esistono in un paese sono in una posizione per fare utile generalmente Suggerimenti di .

Nell'assenza di alcuna conoscenza specifica, la regola generale č " il piů duro, il meglio ".

sul quale Una stima di caricamento ammissibile ha basato esperimentano commercialmente con portante di legno e disponibili sarebbero circa 75 psi (per quercia) a 150 psi (per lignum vitae) per orientamenti col parallelo di superficie scorrevole al grano ed approssimativamente 150 a 300 psi rispettivamente per uso di grano di fine. Se il legno usato ha forza e proprietŕ di densitŕ comparabile a che quelli hanno menzionato sopra, č probabile che caricamento sicuro sarebbe circa che 100 psi rendono paralleli al grano e 200-250 in grano di fine usage. Esso rimane essere visto quello che vuole la resistenza di uso a queste pressioni č, ma strutturalmente le figure date possono essere usate con fiducia.

La Lunghezza di a rapporti di diametro di portante in questa domanda puň si sia aspettato ragionevolmente essere su unitŕ e su quella base il mette in ordine di grandezza dei portante puň essere valutato per ruote che operano a Produzione di massimo di . Un assegno per il peso della ruota stessa č fatto sulla base che il volume di legno richiesto č approssimativamente uguaglia al volume di acqua portato a stalla e che lo specifico La gravitŕ di di legno che opera in acqua continuamente č su unitŕ.

Table VII mostra il peso approssimato su ogni nascere per piede di Ampiezza di di ruota. Total che peso ha continuato ogni portante č poi il Il prodotto di dell'entrata di Tavola e l'ampiezza della ruota in feet. Questo presume chiaramente che la ruota č sostenuta semplicemente ad ogni fine di l'asta e non permette carichi supplementari imposti dal legň apparato. č importante che carichi significativi dovuto a la Tavola i valori di VII per gli scopi di determinare taglia che porta da Tavola VIII per il lato della ruota dove č l'apparato legň. In questo evento i portante avranno bisogno di apparentemente essere di taglie diverse. In pratica, a meno che le taglie indicate sono molte diverso, noi facciamo ambo la taglia indicata dal carico piů grande di solito. Thus che uno č veramente piů lungo di lui.

Bearing nel quale diametri costretti a sostenere i carichi vari sono dati Table VIII calcolň sulla base di 100 psi in useage parallelo e 200 psi per useage di grano di fine e L/D = 1. Valori sono dati 20,000 LB. permettere i carichi di portante ragionevoli e piů grandi. TABLE VII

Peso approssimato Portato da Ciascuni Carichi che Escludono Che porta Dovuto Ad Apparato Attaccato (per piede di ampiezza della ruota) (il lb.)

Fuori di Diametro (piedi)

3 4 6 8 10 14 20 +(in.) 2 24 32 50 3 35 47 70 95 120 4 44 60 89 125 160 6 86 140 185 235 335 470 8 180 240 305 440 675 10 290 370 530 765 12 330 445 635 920 16 820 1215 20 1020 1500 24 1760 TABLE VIII

Minimo di Diametro Che porta Richiese per Caricamenti Vari (in.)

Load (il lb.) 100 200 500 ]000 2000 5000 10000 20000 Parallel Useage 1 1-1/2 2-1/4 3-1/4 4-1/2 7 10 14 End il Grano Useage 1/2 1 1-3/4 2-1/4 3-1/4 5 7 10

si presume che Questi portante siano acciaio su legno. Nell'evento probabile che, specialmente in taglie piů grandi, il portante č notevolmente piů grande che la taglia di asta richiesta, un " costruě su ed uně " nascendo puň essere usň. Un cilindro di legno č costruito sopra l'asta all'ubicazione che porta tale che il cilindro O.D. č la taglia necessaria. Poi nastri di acciaio č volto ed assicurň al cilindro. Il criterio per disegno in che questo caso č che il prodotto del diametro e l'ampiezza totale (la somma delle ampiezze individuali) dei nastri uguaglia o eccede la piazza dell'entrata in Tavola VIII per il carico corrispondente e grano Orientamenti di .

Se č possibile sistemare per ed essere certo di, manutenzione appropriata un'asta di acciaio in bushings di bronzo montato in pubblicitŕ Il plummer di blocca (disponibile da fornitori di hardward) probabilmente č il scelta migliore. Allineamento corretto puň essere un problema minore ma di solito puň essere abbastanza facile superare. Questa scelta comporta iniziale supplementare Spesa di e č giustificato solamente se manutenzione puň essere garantita regolarmente e frequentemente.

E. Shafts

Trattare male possono essere di legno o acciaio. Il diametro č chiaramente dipendente sul quale č usato materiale e le dimensioni della ruota. Minimo diametri di asta leciti d, puň essere valutato dall'equazione per stress per metallo trattare male solido [d.sup.3] = 16 [root][M.sup.2 quadrato] + [T.sup.2] - [IL PI]S

In questa equazione M č il massimo che curva occuring del momento dove the spinge addetti di sidewall all'asta. Puň essere valutato come il prodotto del carico che porta (entrata in Tavola VII per l'adatto fa girare) e la distanza dal muro di lato di ruota al concentra del portante. Nell'interesse di tenere l'asta come piccolo come possibile, č perciň desiderabile per localizzare i portante come vicino al lato della ruota come possibile. (La nota quell'in di piů Casi di , non č critico per includere il carico di macchina supplementare sul portante, discusso in collegamento con l'uso di Tavola VIII. che deve essere incluso solamente quando i tempi di carico di macchina esterni il distanzia lungo l'asta dal punto di domanda del carico č piů grande del carico che porta di Tavola VII calcola la distanza lungo l'asta dal portante al punto dove č la ruota legň.)

T č la collana metallica che agisce sull'asta ed una stima conservativa č trovato da Tavola io. S č gli ammissibili tosano stress del metallo.

(13,000 sono usati nell'esempio in Appendice 1.)

Per solido di legno tratta male due equazioni sono usate ed il diametro piů grande dei due risultati č scelto come il diametro dell'asta.

[D.SUP.3] = 16T - [IL PI]S

[D.SUP.3] = 32M - [IL PI]B

dove S, T e M hanno come prima il significato stesso. Comunque, il valore di S č tipicamente 150 a 300 psi per legni duri. B č l'ammissibile che curva stress e ha un valore di approssimativamente 1500 psi per legni duri tipici. Se legno č usato deve essere suono e libero da fessure longitudinali.

Per trattare male cavo come un tubo, l'equazione per determinare il fuori Il diametro di č: [D.SUP.3] = 16[SQUARE ROOT][M.SUP.2] + [T.SUP.2]

[IL PI]S(1 - [K.SUP.4])

dove K = il Rapporto di in a fuori di diametro.

I valori di O.D. ed I.D. č standardizzato per tubi. Per nascere I carichi di tabulati in Tavola VIII, sull'assunzione che il centro di il portante č 1 piede dall'orlo della ruota, il tubo standard mette in ordine di grandezza mostrato in Tavola IX dovrebbe essere soddisfacente. Proponga automaticamente IX permette collana metallica che sarebbe ragionevole per aspettarsi da una ruota di tale taglia che il carico che porta sarebbe dato in Tavola VIII. I valori sono solamente approssimati da quando valori esatti non possono essere dati fino a che tutti i dettagli riguardo ai carichi dovuto alla pompa attaccata + macchina sono conosciute. I valori dati dovrebbero servire solamente come una guida e la finale decisione dovrebbero essere controllate contro l'equazione per essere sicuro. Quando facendo sostituzioni, in riunione di una taglia di tubo per un altro, č permissable per usare tubo piů grande che mostrato in Tavola IX ma tubo non piccolo.

TABLE IX Minimo Standard Tubo Taglie per Uso come Assi con Portante alle 12 si muove da Orlo di Ruota Bearing il carico (il lb) 100 200 500 1000 2000 5000 10000 Pipe il Diametro (in) 1" 1 1/2 " 2 1/2 " 3" 4 " 6 " 8 "

Comparing queste figure coi diametri che porta e richiesti di Tavola VIII, č ovvio che quando usando tubo o asta di acciaio solida, il nascendo avranno bisogno di essere della forma su tipo quando usando di legno Portante di . Un'alternativa č usare un'asta la cui taglia č selezionata secondo le necessitŕ della taglia che porta. Molto sarŕ piů forte (e piů pesante) che necessario ma puň salvare del lavoro. Con di legno tratta male, il diametro di asta richiesto eccederŕ il richiesto di solito che sopporta diametro e poi uno ha la scelta di ridurre l'asta Diametro di all'ubicazione che porta (ma solamente lŕ) o di usare piů grande Portante di . In ambo i casi l'asta deve essere unito con acciaio, sleeved con un pezzo di tubo o dato della protezione simile contro uso nel portante.

F. le Considerazioni Minori

Noi abbiamo considerato tutti gli aspetti teoretici e notevoli di selezione di mette in ordine di grandezza ecc. soddisfare requisiti specifici. Tutti sono stati basati su un presunse efficienza di 50% - una figura nella quale č prontamente conseguibile pratica con una ruota di overshot. C'č una considerazione minore sul quale il design/builder ha controllo che puň colpire il Effiency di leggermente. L'uscita di raceway dovrebbe mettere acqua sopra la ruota leggermente di fronte a cima centro morto. L'ubicazione esatta č una funzione di 1. fluisce percentuale ed inclinazione di raceway che colpiscono la velocitŕ di acqua di insenatura; e 2. l'angolo di sidewall di secchio e la velocitŕ periferica che colpisce come agevolmente l'acqua di insenatura viene onto la ruota. i calcoli Esatti non sembrano proprio giustificabili per una macchina che da la sua natura molta č come greggia e (relativamente) inefficiente come questo. Let č sufficiente che il disegnatore-costruttore trova l'acqua in verso tangente a, ed all'orlo di cima di, la ruota.

V. LE CONSIDERAZIONI PRATICHE

A. Materiali di

ruote Piů sono legno, chiaramente sebbene loro non hanno bisogno di essere. Fra le considerazioni per selezione del materiale corretto sono il allevia di lavorare, costo, la disponibilitŕ e la durabilitŕ. La media Il falegname di puň fare una scelta corretta su tutti questi forse ometta il secondo. Reparti di selvicoltura in molti paesi possono provvedere questo Informazioni di su specie potenzialmente utile. Altri che possono probabilmente č appropriato č menzionato nella sezione su disegno che porta.

I Costruttori di di ruote di acqua possono considerare naturalmente un " legno compensato marino " come un materiale probabile. Č conveniente per lavorare con ma la qualitŕ varia estesamente in tutto il mondo. Perché anche i gradi migliori hanno una durabilitŕ dubbiosa quando operando in acqua continuamente a meno che dipinse, legno compensato si dovrebbe scegliere solamente quando puň essere curato bene per + quando un relativamente la vita corta č anticipata Riguardo alla struttura per montare la ruota su, bambů sembrerebbe un scelta logica in molti paesi ma la durabilitŕ č tale quello probabilmente richiederebbe termine cura piů lunga e sostituzione che materiali altri. La specie elencň per i portante in sezione IV D sono tutti abbastanza durevole sotto condizioni continuamente bagnate e dovrebbe essere il primo ad essere considerato.

B. Costruzione Techniques

Alcuna persona sufficientemente specializzato probabilmente costruire una volontŕ di ruota di acqua č anche sufficientemente bene informato per lavorare fuori la maggior parte della costruzione dettaglia. Si intende che questo manuale dia il basi di ingegneria, necessario selezionare la taglia complessiva e corretta di ruota per incontrare un determinato ha bisogno ed assicurarsi quegli approvvigionamenti di acqua prevalenti sono, infatti, adeguato. Comunque, alcuni suggerimenti generali possono aiutare il lettore evita delle fosse.

L'Affetto di della ruota parteggia all'asta, se i lati sono parlato o solido, puň essere portato a termine in molti modi. Se un'asta di acciaio is usň, un piatto di flangia sottile puň essere saldato all'asta (se cosě Gli installazioni di sono disponibili) e questo molto facilita l'affetto. Con un piatto di lato solido non c'č problema ulteriore ma se che i raggi sono usati, il curvare nei raggi alla flangia deve non č cosě grande come rompere i raggi. I raggi dovrebbero essere legň alla flangia con due o piů frecce e la distanza costrinse tra i buchi di freccia a sostenere curvando varia con ruota Il diametro di e la rigiditŕ della giuntura di spoke/wheel. Per un flessibile congiunge il richiesto una distanza sarebbe approssimativamente 1/10 a 1/12 del fuori diametro della ruota. Per esempio, su un piede del 12 fa girare, quando usando raggi radiali legati ad una flangia da 2 frecce ed al piatto di lato di ruota (anello anulare) entro uno, la flangia Le frecce di dovrebbero essere separatamente su un piede su ciascuno parlň.

Alternatively se i raggi sono piuttosto rigidi e legarono fermamente a anello anulare della ruota come con 2 o piů frecce, il buco di freccia La separazione di puň essere ridotta a 1/20 del diametro della ruota a la flangia.

Una sistemazione di raggio semplice per usare č paia di raggi, (uno parlň di ogni paio su ogni lato dell'asta) attraversando ad angoli destri per fare una forma piacere la tic-tac-dito del piede o niente e simbolo di croci. Le corse di asse di ruota attraverso la piazza centrista e le estremitŕ delle linee sono legati all'annulus della ruota.

Alcuna colla usata dovrebbe essere qualitŕ piů alta colla a tenuta d'acqua per ovvio le ragioni di . Colla di resorcinol probabilmente č la scelta migliore.

Bucket l'affetto al muro di lato che scanala puň essere fatto da uno il muro di lato per ricevere l'orlo di secchio o legando strisce a l'interno del muro di lato per assicurare i secchi a. C'č un Vantaggio di alla forma di annulus di muro di lato in che l'interno di il secchio č accessibile dell'I.D. Questo fa chiudendo via il in del secchio piů semplice perché i pezzi necessari possono essere inserě attraverso l'I.D. Con sidewalls solido, i secchi devono, sia fatto completo e non-perdendo prima che il sidewall sia legato. Questo č da nessuno mezzi impossibile ma puň essere piů difficile.

Se un sidewall solido č usato, buchi dovrebbero essere esercitatsi adiacenti a il fondo di secchio nello spazio tra il secchio ed il manico per lasciare alcuna perdita annaffiare fuori. Un muro di lato solido non puň comunemente sia usato. Raggi offrono molti vantaggi.

libri Numerosi sono disponibili per dare suggerimenti utili su vario le tecniche di construction per il costruttore veramente dilettantistico.

C. Manutenzione di

Il legno usato puň essere dipinto o puň essere verniciato per un rivestimento protettivo. Questo estenderŕ evidentemente la vita della ruota. Ridipingendo periodico, se desiderň, puň essere eseguito. La decisione su dipingere deve essere fatto su motivi puramente economici. Se un legno molto durevole ha stato usato inizialmente, mentre dipingere č un lusso. Se un piuttosto durevole La specie di č usata, mentre dipingere probabilmente č piů conveniente e piů facile che presto replacement o ripara della ruota.

che Il problema di manutenzione notevole ed unico č in portante. Assegni generosi č stato fatto nelle figure in Tavola VIII ma il portante ancora vuole orecchio. Questo lascerŕ cadere la ruota dalla sua posizione originale. Shimming sotto il blocco che porta compenseranno per questo. Nascendo Sostituzione di , quando il blocco č portato completamente attraverso č un semplice si importa.

La Lubrificazione di č totalmente non necessaria con lignum vitae o commercialmente trattň acero, se disponibile. Con la specie altra, noi non possiamo fare, tale asserzione piatta. Parlando il portante generalmente dovrebbe essere fatto dal legno piů duro disponibile e lubrificň come necessitato. Petroli e unge in piccole quantitŕ probabilmente non farŕ danno e potrŕ lento l'uso tassa. Grasso di maiale ed ingrassa sarebbe certamente innocuo ed aiuterebbe.

PART DUE: DOMANDE

IO. ACQUA POMPANDO

A. Pump la Selezione

Il tipo unico di pompa che č ragionevole per usare alla velocitŕ lenta della ruota č un dislocamento positivo pump. dal quale Loro sono chiamati nomi vari come pompa di secchio, alzi pompa, pompa di pistone, mulino a vento pompa e di quando in quando addirittura semplicemente da nome di marca come " Razzo " pompa. modelli Numerosi sono commercialmente disponibili e variano in costo da alcuni dollari per pompe di capacitŕ piccole a molti cento per capacitŕ alta, testa alta, Unitŕ di units. durevoli, bene fabbricate puň essere fabbricato a costo basso nel piů semplice di officine. I Dettagli di č dato in Appendice II.

che Tali pompe possono variare in taglia di foro, lisci lunghezza e capacitŕ di testa. There č un limite pratico alla velocitŕ alla quale loro possono operare. Questo č di solito sulla frequenza del piů veloce di wheels. Un La frequenza di di moltiplicatore di velocitŕ come una camma di multi-lobed o un cambio Il set di puň essere usato, ma questi pompe piů complicate e meccanismi, mentre aumentando l'efficienza del processo che pompa, contravvenga a il criterio di Sezione II, Divida Uno per la semplicitŕ e non voglia sia discusso. We discuterŕ pompe solamente molto semplici.

Even con singola semplice o recitazione duplice pompa c'č certo Problemi di . che una pompa di recitazione singola ha legato alla ruota causeranno va a tutta velocita' fiotti sulla ruota a causa del fatto che pompando attuale ha luogo solamente metŕ il time. La metŕ altra č spesa ripieno il cilindro. Durante questo ripieno inscenano notevolmente meno ruota La collana metallica di č richiesta che quando davvero pumping. Il fiotto di velocitŕ puň essere superato parzialmente usando

1. due recitazione singola pompa 180[degrees] fuori di fase cosě che uno delle pompe sta facendo lavoro utile sempre;
2. una pompa di recitazione duplice che ha l'effetto stesso come 1. ma č costruito in un'unitŕ; o
3. meglio di ogni duplice del due recitazione pompa 90[degrees] fuori di fase.

Tale uso di pompe semplici e multiple migliorerŕ anche la tuta di lavoro Efficienza di del sistema. (In un'unitŕ generale puň essere legato facilmente ad una manovella ad ogni fine dell'asta di ruota).

There sono variazioni di pressione nella consegna fiancheggi che dipende su molti fattori. finché le pressioni di picco non eccedono la capacitŕ della pompa e meccanismo relativo, né temporeggia il fa girare, tali variazioni non provocheranno harm. I picchi di pressione puň essere inumidito con una camera di aria nella consegna fiancheggi o lisciň usando due o pompe piů semplici come menzionato nel preceeding divide in paragrafi. Le possibilitŕ sono cosě numerose ed i dettagli sufficientemente il complesso che loro non inscatolano tutti sia incluso here. Un pompa esperto o manuale di disegno di pompa dovrebbero essere consultati se il disegno Idee di date qui sembrano insufficienti per le necessitŕ dell'utente.

In generale il picco di pressione sarŕ una funzione del pistone di picco Velocitŕ di , la pompa annoiň taglia, la taglia di tubo di consegna, la lunghezza della consegna suonano il piffero ed il tipo di tubo used. Quando parlando di pompa spettacolo e requisiti di disegno, la termine " testa " č spesso incontrň. č un mezzi per visualizzare le pressioni fluide comportato nella pompa o pipes. attaccato intende l'altezza di acqua in un tubo verticale necessario a produzione, al fondo del tubo, la pressione che č assegnata La pressione to. č un sistema attuale non vuole, in generale, sia prodotto solo da un statico La colonna di di acqua ma esso sarŕ la stessa come se esso were. che č solo un scorciatoia abile spesso usato da fluidi engineers. La testa che La testa ha richiesto allo sbocco di pompa saranno fatti su di due principale Componenti di :

1. il cambio attuale nell'elevazione al tubo di consegna esce, i.e. il (verticale) altezza della collina; e
2. perdita di attrito nel tubo dalla quale č dato il

Equazione di : L V Perdita di attrito di = f - - D 2G

dove f = fattore di attrito ottenibile da manuali o

Table X

L = lunghezza di tubo

D = in diametro di tubo

V di = la velocitŕ di acqua nel tubo g = l'accelerazione gravitazionale

(la Nota: Unitŕ per dimensioni devono essere costanti. Veda Appendice io per un esempio dell'uso di questa equazione).

TABLE X

Estimated Fattori di Attrito per Acqua Fresca

Water Velocity (il ft/sec.)

1 5 10

Vecchio Ferro Tubo .045 .040 .038

Tubo di Ferro Nuovo .030 .023 .021

Tubo Di plastica .025 .017 .015

č evidente che questo diviene un fattore notevole in tubi molto lunghi, in diametro piccolo suona il piffero, o con velocities. alto La velocitŕ di acqua nel tubo di consegna č una funzione del pistone di pompa di picco La velocitŕ di ed il rapporto della pompa annoiarono taglia ed il tubo di consegna mette in ordine di grandezza. Peak la velocitŕ di pistone per pompe legate direttamente al La ruota di č data in Tavola XI per colpi vari e le velocitŕ di ruota.

Da Tavola XI, le velocitŕ di linea di consegna possono essere valutate semplicemente moltiplicando la Tavola XI entrata dal rapporto della pompa annoiň area e la consegna suonano il piffero area. Che č, velocitŕ di pistone calcola area di pistone = la velocitŕ di acqua in consegna tubo tempi tubo foro Area di .

Come una regola di pollice, questa velocitŕ di tubo di consegna risultante deve č un massimo di 10 ft/sec. in corse corte, ed anche piů piccolo per tubi molto lunghi. che La testa di picco ha richiesto della pompa saranno il somma delle due teste diverse menzionate, i.e., cambio di elevazione piů testa di perdita di attrito.

La taglia di foro (area di pistone) e testa di picco che accade durante pompando determinerŕ la forza richiesta alla verga di pompa fin da forza su un L'area di č il prodotto dell'area e la pressione che agiscono su quello Area di . Figures per forza alla verga sono dati in Tavola XII. No L'assegno di č costituito diametro di verga cosě le figure date sono conservative. Bore taglie citate sono commercialmente disponibili.

TABLE XI

Picco Pompa Pistone Velocitŕ (il ft/see) per un Rod di Pompa Legato Direttamente ad una Manovella sulla Ruota

Ruota Speed Stroke (in.) (R.P.M.) 2 1/4 4 6 8 10 12

5 0.048 0.087 0.129 0.172 0.216 0.260 6 .059 .104 .156 .208 .259 .310 8 .078 .138 .207 .276 .345 .414 10 .097 .173 .259 .345 .432 .518 12 .117 .208 .312 .416 .520 .624 15 .147 .260 .390 .520 .650 .780 20 .195 .345 .518 .690 .865 1.04

TABLE XII Forza di picco sul Rod di Pompa di una Pompa di Pistone Richiesto per Fori Vari e Teste (il lb.)

Peak la Testa (piedi) cambio in elevazione e perdita di attrito

Foro di pompa (in. ) 50 100 200 300 400 500

1 1/4 30 60 110 370 220 280

1 1/2 40 80 160 240 320 400

1 3/4 60 110 220 320 430 540

2 70 140 270 420 560 700

2 1/2 110 220 440 660 880 1100

3 1/4 185 370 740 1120 1480 1850

4 1/4 315 630 1260 1890 2520 3150

Queste figure sono costrette a disegnare tali parti come spille di clevis (se usato) e determinare che, se la verga di pompa č legata direttamente alla ruota, che la lunghezza di braccio instabile calcola l'entrata in Tavola XII non eccede la capacitŕ di collana metallica della ruota come dato da Table io.

chiaramente, se leve o torque/force altri che moltiplicano apparecchiature sono i calcoli usati, adatti alla ruota possono essere made. La forza alla verga di pompa ancora rimane come dato in Tavola XII. La velocitŕ dato in Tavola che XI devono essere aggiustati per il cambio in sistemazione instabile.

Additionally, se la linea č molto grande cosě che una massa grande di acqua deve essere accelerato su ogni colpo, le forze inerziali possono divenire piů grande della pressione forces. che Le forze inerziali possono essere valutň con l'aiuto di Tavole XIII e XIV.

TABLE XIII

Il Volume di di fluido in consegna messa in ordine di grandezza e varia suona il piffero ([ft.sup.3])

Pipe il length (piedi)

taglia di tubo Nominale 50 100 200 500 1000

1" .3 .6 1.2 3 6

2 " 1.16 2.32 4.65 11.6 23.2

3 " 2.46 4.91 9.82 24.6 49.1

4 " 4.38 8.78 17.50 43.8 87.5

TABLE XIV

forza Inerziale (il lb.) per pollice di colpo per volumi vari di fluido alle velocitŕ di cicli di pompa varie

Pump i Cicli per Minute il Volume di di Fluido in consegna pipe([ft.sup.3])

.5 1 2 5 10 50 100 5 .133 .266 .533 1.33 2.66 13.3 26.6 10 .577 1.14 2.29 5.77 11.4 57.7 114 15 1.20 2.40 4.80 12.0 24.0 120 240 20 2.14 4.27 8.33 21.4 42.7 214 427 25 3.31 6.61 13.2 33.1 66.1 331 661 30 4.78 9.65 19.1 47.8 96.5 478 965

che Questa forza inerziale č al suo picco nel momento in cui il pistone comincia suo che pompa colpo. a questo punto la perdita di attrito č zero perché la velocitŕ di tubo di consegna č zero. Hence la forza di verga totale a l'inizio del colpo malato sia uguale alla forza dovuto al testa statica piů il force. inerziale dovrebbe essere comparato con la forza di verga quando la perdita di attrito č un massimo e le componenti progettň per resistere il piů grande dei due.

che Noi possiamo calcolare il potere costrinse a portare a termine pompando sotto le condizioni varie di testa, percentuale di flusso e pompa type. Queste figure č dato in Tavola XV per consolidi flusso e č aggiustato per instabile Il flusso di spiegň sotto.

Questo č il contributo di potere minimo e teoretico richiesto alla pompa sotto consolidi le condizioni.

Sotto le condizioni instabili di una pompa di pistone, valutare il innaffia capacitŕ di potere di ruota richiesta, moltiplichi l'entrata di tavola da 2 1/2 per una pompa di recitazione singola, entro 2 per una pompa di recitazione duplice + due recitazione singola pompa 180[degrees] separatamente o entro 1.5 per 2 recitazione duplice pompa 90[degrees] separatamente. Questo darŕ una stima della taglia di ruota e percentuale di flusso richiesero alla ruota.

Come menzionato vicino l'inizio di questa sezione, ci sarŕ va a tutta velocita' le fluttuazioni nella ruota che puň essere dichiarata in piů piccolo spinge lavorando vicino il loro capacity. Questo non č svantaggio particolare cosě lungo come la capacitŕ di collana metallica di stalla della ruota eccede la collana metallica minima necessario tenere la pompa moving. La magnitudine delle fluttuazioni decresce con recitazione duplice o multiplo le installazioni di pumps e dove č la massa della ruota tale quello che un'azione di flywheel comincia a succedere.

TABLE XV

Horsepower Required per Acqua che Pompa a Percentuali di Flusso Varie e Teste (ambo finto consolidi)

Total Testa (piedi) Flow la Percentuale (IMP.GAL/HR.) 50 100 200 300 400 500 5 0.00125 0.0025 0.0050 0.0070 0.01 0.0125 10 .0025 .0050 .01 .015 .02 .025 25 .00625 .0125 .025 .0375 .05 .0625 50 .0125 .025 .05 .075 .1 .125 100 .25 .50 .1 .15 .2 .250 150 .0375 .0750 .15 .225 .3 .375 200 .05 .1 .2 .3 .4 .500 250 .0625 .125 .25 .375 .5 .625 300 .075 .15 .3 .45 .6 .75 500 .125 .25 .5 .75 1.0 1.25 1000 .25 .5 1.0 1.5 2.0 2.5

" See testo per fattori di correzione per tipi vari di set " di pompa.

del quale Il volume pompato per colpo varia leggermente col disegno la pompa e col foro e liscia sizes. Uno commerciale Il fabbricante di cita figure che possono essere prese come rappresentativo. che Questi sono dati in Tavola XVI.

B. Metodo dell'affetto di fare girare

Nell'attivare alcuna pompa di pistone, č fatto idealmente, tale quello Lo straightline di fanno segno a della verga di pistone č achieved. Alcuno curvando nella verga mette carichi di lato indebiti sul sigillo di testa di scarico e sul pistone portano in secchi. Straightline fa segno a meccanismi sono descritti e discusso in manuali, cosě io non cercherň dŕ dettagli del mechanisms. comune che I libri menzionano raramente comunque, i problemi pratici che sorgono quando tentando di usare tali meccanismi. Né loro comparano vantaggi e svantaggi di solito. io menzionerň dei meccanismi possibili insieme a i vantaggi e problemi potenziali.

Un slider e meccanismo di manovella (Veda Fig. 3) č attraente come un semplice

Apparecchiatura di col vantaggio di non richiedere tecniche speciali a previene curvando momenti sulla pompa Colpo di plunger. č facilmente adattabile legando la spilla instabile alla via di asta di ruota una flangia placca con buchi si esercitati a distanze varie dall'asse di rotazione, attraverso il quale la spilla instabile puň essere fixed. A meno che una recitazione duplice La pompa di č usata, il colpo che pompa e ritorna colpo avrŕ diverso costringe sulla spilla instabile che dŕ luogo a rotational di ruota di non-uniforme va a tutta velocita' (a meno che compensň per da altro vuole dire - come legando pompe di recitazione singole funzionamento 180[degrees] fuori di fase) . Questa non-uniforme Il moto di puň essere alleviato ad un'estensione legando lo slider (asse di pompa) compensi poi dalla ruota axis. del quale diviene una forma meccanismo di ritorno rapido. Comunque, Questo aumenta il carico di lato su lo slider durante il colpo di ritorno che rende necessario muovendosi il Portante di slider di separatamente (aumentando la lunghezza di slider) mantenere lo slider stesso pressione che porta come con la sistemazione simmetrica se pressione che porta e la diligenza frizionale e risultante sullo slider diviene grande abbastanza per provocare una Lubrificazione di problem. dello slider che sopporta presenti un problem. Anche se precauzioni possono limitare piuttosto l'esposizione per annaffiare nel portante, č improbabile che il nascere possono essere completamente protected. Pressione grasso apparecchiature Č probabile che che usa un grasso adeguatamente lavare-resistente si dimostri appropriato. Packing lubrificazione di stile di scatola con feltro oleoso o stracci poteva anche ha successo. che Ambo i metodi confidano su attenzione periodica che potrebbe essere di un frequency. There intollerabile sono anche la spilla instabile e clevis unisce allo slider per essere lubricated. Finally, allineamento č un potenzialmente problema ingannevole a causa della tolleranza stretta ammissibile su Parallelismo di dell'asta di ruota e spilla instabile e su perpendicularity dell'aereo del meccanismo di manovella di slider con l'asta di ruota. che Un vantaggio notevole ha comparato col metodo prossimo discusso č quello da quando il corpo di pompa puň essere riparato se l'allineamento sufficientemente č accurato, il collegamento col tubo di distribuzione puň essere rigido.

TABLE XVI Le Quantitŕ di di Acqua Pomparono per Colpo per Finzione Pumps Singola di Foro Vario e Lisciano Taglie (Galloni Imperiali)

Stroke (in.)

Foro (in. ) 2 1/4 4 6 8 10 12

1 1/4 .009 .016 .023 .032 .040 .049

1 1/2 .013 .023 .035 .045 .057 .069

2 .023 .040 .062 .082 .102 .122

2 1/2 .035 .064 .095 .127 .159 .191

3 .052 .092 .139 .184 .230 .278

3 1/2 .070 .125 .187 .248 .312 .276

4 .092 .163 .245 .227 .410 .489

5 .143 .255 .382 .510 .638 .765

Un secondo metodo dell'affetto č imperniarsi il corpo di pompa circa un Parallelo di asse di all'asta di ruota (come su trunnions), leghi il pompa fine di verga al genere stesso di piegi a gomito prima spilla come e lasci il pompa oscilli lato per parteggiare come il pistone sale e down. (Veda Fig. 4). Questo allevia la difficoltŕ dell'allineamento problema coinvolgere

l'aereo del meccanismo instabile prima discusse ma presenta complications. nuovo La verga di pompa č sottoposta per parteggiare carica. Questo č intollerabile alla ghiandola ordinariamente ed il porta in secchi ma č superato fortunatamente facilmente da una cornice semplice legň alla pompa con nascendo scorrevole circondando la manovella unisce che la fine di verga di pompa (alla spilla instabile) poi scivola in. Il I portante di assorbono tutto il lato carica richiesto per provocare l'oscillazione, che lascia la verga di pompa caricň linearmente only. Side carichi su che questi portante di slider sarebbero piů piccolo che il lato carica sul Slider di nello slider salita instabile cosě che il portante scorrevole I problemi di con questa tecnica sono piuttosto simpler. Un'obiezione seria a questo metodo di salita č la necessitŕ per un flessibile Il collegamento di dalla pompa alla distribuzione pipe. Se il lettore intende di costruire pompa suo propria che sarebbe probabile se considerando questa sistemazione particolare, progetti di avere lo sbocco del pompa colinear col trunnion axis. In cosě un sigillo semplice per permettere il tubo di uscita di pompa di oscillare nella volontŕ di tubo di consegna basta. Questo metodo del collegamento flessibile probabilmente sarŕ il piů durevole.

Il meccanismo di barzelletta di cuneo (Veda Fig. 5) č semplice e dirige ma puň

richiede lavorazione a macchina piů sofisticata che la volontŕ di attrezzatura disponibile permette. Furthermore, c'č il pericolo potenziale di eccessivo porta e la vita corta se la lubrificazione č insufficient. Questo non č generalmente un meccanismo appropriato per uso solo in condizioni aspre. che Una camma ha attivato verga di pompa č un alternative. attraente Esso elimina il bisogno per alcun collegamento, mentre semplificando l'allineamento Problema di ed eliminando del parts. Side carichi su un propriamente disegnň profilo sarebbe molto piccolo ed un portante scorrevole su la fine esterna della verga di pompa assorbirebbe facilmente it. Un che profilo di camma appropriato č dato a schemetically in Fig. 6. Forza per

il colpo di ritorno puň essere approvvigionato facilmente da un propriamente si appesantě pompa verga e l'ubicazione piů semplice per tale peso sarebbe immediatamente sopra del seguace plate. salita Solida della pompa in questo caso permette che tubatura di approvvigionamento rigida sia legata direttamente alla pompa.

che Una pompa comprata pronto fatta con un manico puň essere legata piuttosto semplicemente da una verga allineata adeguatamente tra una manovella sulla ruota ed il libero finisce del manico di pompa. Then che forza ed i calcoli di velocitŕ devono sia cambiato.

collegamenti di moto di linea diritti e Vari sono facilmente constructed. Loro ha il vantaggio della semplicitŕ e la durabilitŕ aspro addirittura sotto che lavora le condizioni. Molti su che tali collegamenti sono discussi in libri Teoria di di Macchine e Disegno di Macchina.

Una tecnica semplice per realizzare moto di linea diritto visto raramente in testi su disegno di macchina č correre su un cavo una puleggia cosě che la fine del cavo ha legato alla pompa č colinear con la verga di pompa. che La fine altra puň essere legata alla manovella di ruota ed il cavo provvede la flessibilitŕ sufficiente che niente collegamento solido Di č avuto bisogno. Un'alternativa a questo approccio č collegare la ruota piega a gomito ad un settore di un sheave della puleggia in tale modo che lo sheave oscilla come il rotates. instabile Col cavo avvolto lontano abbastanza circa il settore cosě che il cavo rimane tangente a sempre il Settore di e riparň lŕ, la fine gratis del cavo puň essere legata Il colinear di con la verga di pompa per provvedere motion. linea diritta Questo č il meccanismo usato su petrolio che si esercita attrezzature.

che Il cavo, come una parte del meccanismo di passeggiata puň essere fatto molto lungo per guidare pompe localizzate ad una distanza considerevole da la ruota stessa. che tale tecnica provvede i mezzi di motorizzare, per esempio, una pompa di foro poco profonda nel medio di un villaggio usare Il potere di generň via ad un ruscello della distanza.

C. Tubatura di

Per alcun sistema di distribuzione di acqua dove l'acqua deve essere trasportata ad un'elevazione piů alta, suonare il piffero č required. There di solito č alternative come secchi su una cintura senza fine, ecc. ma quello č fuori dello scopo di questo manuale.

La scelta probabilmente cadrŕ tra polythene e galvanizzerŕ stira tubo. There sono vantaggi e svantaggi a both. io si sforzerŕ di dare delle informazioni utili per aiutare il disegnatore nel fare la scelta migliore.

il tubo di Polythene č disponibile in lungo (ora circa 200 metro) le lunghezze cosě numeri di accoppiamenti e giunture sono ridotti grandemente comparato a il tubo di ferro che entra in lunghezze corte (21 1/2 ft tipicamente). č flessibile (piů molle, piů debole e piů elastico in ingegneria severa Terminologia di ) e per questa ragione piů susceptable č danneggiare da cespuglio coltelli, pietre, zoccoli di maiale, etc. che la Sua forza č limitata tale che č tassato per sostenere al lavorando normale di 300 piede migliore capeggia a conditions. standard La forza č fortemente temperatura dipendente comunque, ed a 120[degrees] F capeggia capacitŕ č in giů a 185 massimo di ft. non č fuoco resistente. Consequently in apra Paese di avrebbe bisogno di probabilmente essere buried. Se il suolo locale č molto roccioso, il processo che seppellisce deve essere fatto con cura grande per non permettere al tubo di soffrire pietra (la penetrazione) Sabbia di damage.

č usato come un letto e coperta di solito.

Iron che tubo generalmente puň essere posato semplicemente sulla terra con pietra conficca pali in sostenerlo attraverso spots. basso Esso sosterrŕ piů che che 1000 ft capeggia con molta sicurezza margin. Per teste ottenere che alto, il sistema richiesto sarŕ sofisticato piů che puň essere fatto dalle tecniche dettagliate in questo manuale.

Prices per i due tipi sono competitivi nella forza piů alta classifica di polythene ma per sistemi di pressione bassi, polythene possono, č sostanzialmente piů conveniente.

Polythene ha un foro piů liscio cosě che perdite di attrito sono meno che con tubo di ferro, anche se questo non sarebbe probabilmente un significativo Fattore di . diviene piů importante in sistemi di alimentazione di gravitŕ lunghi.

Weight di una lunghezza determinata č vastamente different. 100 ft di alto Forza di 2 " polythene pesa 60 lb mentre 100 ft 2 " ferro standard suona il piffero pesa 357 lb. Therefore, trasporto di distanza lungo da mano a č probabile che aree molto remote influenzino anche la decisione per polythene nonostante le sue deficienze altre.

II. DOMANDE ALTRE

Mentre acqua pompare č un uso ovvio per la ruota di acqua, altro L'apparato di puň essere adattato per usare la produzione di potere meccanica del fa girare. non č l'intenzione di questa sezione di tentare a enumera tutto l'applications. Rather possibile, io includo questo seziona compensare alcuna impressione dalla quale č potuta essere data il Sezione di preceeding di che acqua pompare č il piů importante, o forse solamente uso al quale puň essere messa la ruota.

La Generazione di dell'elettricitŕ č una possibilitŕ che probabilmente vuole salta alle menti di persone piů che leggono questo manual. There č ruota guidata generatori elettrici in operazione in Papua New Ghinea di oggi ma il numero di tentativi e fallimenti testimonia il fatto che non č un compito semplice, conveniente da fare un riuscito rig. Le difficoltŕ principali sono la velocitŕ passo-su richiese per generatori e la velocitŕ regulation. tensione Bassa la generazione di D.C. che usa prontamente parti disponibili (generatori automobilistici e vecchi o alternatori) evita la regolamentazione di velocitŕ problem. iniziatore-motore-pignone Semplice / Set di flywheel-anello-cambio di potrebbero essere adeguati per la velocitŕ passo-su ad un costo ragionevole. set di cambio di anello Tipici hanno un limite piů basso di 10 Il diametral di impeciano denti di taglia che danno una stima di potere di 10 R.P.M. di approssimativamente 1/2 h.p. che č, perciň marginale aspettarsi produrre produzione continua da un il generatore di automobile di 12 volt a, dica, 60 Ampere di per periodi lunghi di tempo senza cambio problems. Il piccolo ammonta di potere generato, il bisogno per 12 volt si gonfia a forma di bulbo, resistenza Le perdite di in sistemi di distribuzione lunghi e problemi altri mitigano anche contro questo che č un utile freccia-su generazione di Elettricitŕ di accessory.

č andato via meglio alle apparecchiature di velocitŕ piů alte che sono piů assoggettabili per andare a tutta velocita' regolamentazione come la Turbina di Banki di un centrifugo pompa essere costrinse a correre come una turbina.

L'Affetto di puň essere portato a termine direttamente ad apparato meccanico ed altro da una varietŕ di accoppiare apparecchiature descritta in vario macchina disegno libri. č probabili che Due circostanze accadano: 1. la macchina per essere guidato sarŕ ne localizzata distanzia dalla ruota; e 2. l'asta di contributo della macchina non vuole facilmente sia allineato con l'asta di ruota.

Le difficoltŕ di Allineamento di sono superate semplicemente ed a buon mercato con vecchio automobile passeggiata aste e le loro giunture universali ed attaccate. Nota di che l'uso di una giuntura universale non darŕ costante va a tutta velocita' su ambo i lati. Per una velocitŕ di contributo continua, la produzione č alternativamente piů veloce e piů lento che il contributo che dipende sul Angolo di tra i due shafts. Le variazioni di velocitŕ sono piccole e non sarŕ di alcun consequence. generalmente Se le variazioni di velocitŕ non puň essere tollerato, o una giuntura di velocitŕ continua e speciale (come dall'automobile di passeggiata di ruota anteriore) o due giunture di U all'ordine del giorno deve essere usato, ognuno per compensare per il moto di non-uniforme del altro.

aste Flessibili sono commercialmente disponibili ma sono di limitato Collana metallica di che porta capacitŕ.

aste Solide possono emettere collana metallica su distanza considerevole ma richiede portante per appoggio e puň essere perciň costoso. Virtualmente alcuna macchina stazionaria che č mano-motorizzata attualmente potrebbe essere amministrato da ruota di acqua power. I mezzi di portare a termine il L'affetto di varierebbe chiaramente da macchina a macchina, ma solamente nel caso di dove la ruota e la macchina sono separate da lungo Le distanze di dovrebbero essere alcun problema significativo lŕ.

APPENDICE IO

Sample il Calcolo per set di Ruota-pompa

Il seguente č un esempio dell'uso di questo manuale per prendere decisioni relativo a ruota di acqua per uso nell'acqua pompare. che Le decisioni hanno fatto debba essere costante coi confini messi sul sistema dal villaggio necessitŕ (quanto potere č richiesto) e la geografia e taglia del provveda ruscello (quanto potere noi possiamo aspettarci ottenere dalla ruota). Se il potere richiesto č piů grande del potere che puň essere generato da la ruota, poi il sistema non inscatola work. dal quale Questo esempio č preso i calcoli costituirono il villaggio di Ilauru, verso il sud di 15 miglia di Wau, Guinea. Uno Nuovo delle ubicazioni possibili per una ruota č in un ruscello approssimativamente 350 piedi sotto il livello del villaggio. che La collina č bagnano completamente e richiederebbe approssimativamente 750 piedi di tubo. There č un luogo nel ruscello dove il livello di acqua lascia cadere piuttosto rapidamente attraverso una distanza verticale di 8 o 10 ft. Il ruscello č approssimativamente 10 piedi largo, fa la media di 6 o 9 pollici profonditŕ e flussi circa tra il 1 ed il 2 piedi per secondo (valutň misurando il tempo per una foglia per viaggiare una distanza fissa). Che la descrizione stabilisce le condizioni per determinare la taglia di ruota di massimo.

Il villaggio ora ha approssimativamente 300 people. Ogni persona consuma meno che 2 galloni di acqua al giorno nel villaggio secondo una stima grezza. Se l'acqua fosse pompata nel villaggio, esperimenti in paesi altri show che il consumo aumenterebbe. Un minimo di 10 galloni per giorno per persona č citato come un schema vitale e minimo qualche volta. Let noi calcoli due volte per che permettere espansione di popolazione o del consumo.

1. Total requisito di acqua in galloni per ora il x di 20 gal/person-giorno 300 people x hr di day/24 di = 250 gal/hour installazioni di deposito presuntuosi al villaggio per permettere piů grande disegna ad ore di picco.

2. Power costrinse a soddisfare questa percentuale che pompa da Tavola XV. 250 gal/hour ad approx. 400 piedi la testa (350 attuale piedi l'aumento + delle perdite come ancora uncalculated) richiede approssimativamente 1/2 h.p. sotto consolida le condizioni.

3. Depending sul tipo di sistemazione di pompa usato, la volontŕ di ruota ha bisogno di essere disegnato per 2 1/2 volte che per una pompa di recitazione singola, 2 volte che per pompa di recitazione duplice o 1 1/2 volte che per 2 raddoppia pompa di recitazione. Assuming il caso piů semplice di 1 singolo che agisce pompa noi abbiamo bisogno di una ruota di 1 1/4 h.p. potenziale.

4. Puň noi otteniamo che molto potere da una ruota di acqua sotto il determinato condiziona al ruscello? Il diametro piů grande possibile č limitň dalla goccia nel ruscello in una distanza di useable--circa 8 piedi. Un 8 piedi ruota opererŕ ad approssimativamente 12 rpm o meno (la Tavola VI). Il ruscello ha almeno una percentuale di flusso di

10 FT X 1/2 FT X 1 FT = 5 [FT.SUP.3] 

Secondo di sec di

+ 5 [ft.sup.3] x 6 1/4 ragazza x il = di 60 secondo 1800 ragazza

Sec di [piedi /sup.3] min di min di

A 1800 gal/min noi dovremmo essere capaci di produrre 2 h.p. almeno da un 8 piedi la ruota (V di Tavola) o lievemente meno dipendendo su il t/r esatto finalmente valuta eletto.

Therefore che noi concludiamo che il lavoro, in teoria č possibile. Aveva la percentuale di flusso stato, per esempio, solamente 500 galloni per cronometra, il compito di pompare 250 ragazza per ora al villaggio probabilmente sarebbe stato impossibile.

5. Ad un valutň 12 rpm e 4 piedi l'ampiezza (massimo di solito usava č mezzo il diametro) noi possiamo valutare l'ampiezza di annulus necessario (la Tavola II).

1 1/4 H.P. avuto bisogno = 0.025 H.P. per rpm per ft di ampiezza 12 rpm x 4 ft largo Nell'entrata sotto 8 piedi diametro fa girare noi vediamo che ogni annulus Ampiezze di elencate provvedranno almeno che molto power. Noi ora sa che noi possiamo fabbricare meno la ruota che 4 piedi largo se desiderň e l'ampiezza di annulus possono essere tra 3 in. e 12 in.

che ora č stabilito completamente che un 8 piedi acqua di diametro fa girare in questa ubicazione farŕ il lavoro richiesto.

6. Se la ruota opera a 12 rpm e la pompa č direttamente accoppiň cosě che c'č uno rema per rpm senza aggiunse Sistema di leve di (per esempio, come col collegamento di filo suggerito in Parte Due, Sezione IB), ci sarŕ uno rema per rivoluzione. per portare a termine 250 gal/hr noi abbiamo bisogno: 250 ragazza min di hr di

--- X------X----------= .35 GAL/STROKE HR DI 60 MIN 12 STROKES

Da Tavola XVI che questo vuole dire noi abbiamo bisogno di 3 1/2 pompa con 12 " colpo + 4 " pompa con 9 " colpo ecc. 7. Se noi limitiamo poi la velocitŕ nel tubo a 10 ft/sec il suona il piffero taglia con la 1/2 " del 3 pompa (eletto perché č piů conveniente che la pompa del 4 ") č riferito alla velocitŕ di pistone di picco e la taglia di pompa. Da Tavola XI la velocitŕ di pistone di picco a 12 " colpo 12 rpm č .624 ft/sec. Il tubo di consegna croce seziona area deve essere approssimativamente .624 X 11 [(3 1/2) .SUP.2] 1 --------------- x-- = area di Tubo = .64 [in.sup.2] 4 10 Questo richiederebbe un tubo di diametro nominale del 1 ". 8. Il tubo avrebbe bisogno di essere galvanizzato ferro per resistere la pressione di teste che eccedono 350 ft. Se un tubo nominale del 1 " č usato, la velocitŕ di picco attuale č approssimativamente 7 ft/sec.

La perdita di testa di attrito sarebbe (la Tavola X) Perdita di attrito di = 0.022 x 750 [7.sup.2] ----X--------- = 150 FT 1/12 2 X 32.2

Thus la testa di picco totale che provoca forze sulla verga di pompa sarebbe 350 (elevazione) + 150 (la perdita) = 500 piedi

Pubblicitŕ di 31/2 m. pompe sono andate bene con 2 in. suoni il piffero sbocco buca e se 2 in. tubo č usato la perdita č molta meno perché la velocitŕ č meno ed il diametro č piů grande. Perdita di attrito di = 0.028 x 750 [2.sup.2] ----X--------- = 8 FT 2/12 2 X 32.2 Il risparmio č evidentemente sostanziale ma il costo di raddoppiare la taglia di tubo puň essere poco attraente.

9. Assuming noi usiamo il tubo del 1 " noi troviamo la verga di pompa richiesta costringe da Tavola XII sono approssimativamente 1850 lb. Per un colpo del 12 " un piega a gomito lunghezza di 6 " č richiesta e cosě la collana metallica di picco su la macchina č 925 ft/lb.

Da Tavola 1 noi vediamo che questo č bene all'interno della capacitŕ della ruota se č 4 piedi largo.

10. per permettere espansione futura e ragionevole delle necessitŕ senza che aggiunge peso non necessario alla ruota io selezionerei un 4 " ANNULUS DI . che ha fatto che, i carichi che porta sono (la Tavola VII) approssimativamente 500 lb. ognuno. Assuming che i portante possono essere localizzati abbastanza vicino alla ruota, dica via 6 ", l'acciaio solido tratta male taglia richiesta č trovata da: [D.SUP.3] = 16[SQUARE ROOT][(6 X 500) .SUP.-2] + [(925 X 12) .SUP.2] ------------------------------------------------------- [la pi] (13,000) d = 1.65 in

Any asta di acciaio solida piů grande che questo sarŕ soddisfacente.

APPENDICE DI II

Una Pompa di Pistone Facilmente Costruita

di R. Burton

Questa pompa fu disegnata da P. Brown (dell'Officina di Ingegneria Meccanica al Papua Ghinea Nuova l'Universitŕ di Tecnologia) con una vista a fabbrichi in Papua Guinea. Consequently Nuovo che la pompa puň essere costruita su usare un minimo di officina equipment. parti Piů č tubo standard apparecchiature disponibile ad alcuni fornitori di piombatura.

Evitare avere ad annoiň e leviga un cilindro di pompa, una lunghezza di rame tubo č used. Provided cura si č presa selezionare una lunghezza indenne e vedere che la lunghezza non č danneggiata durante costruzione questo sistema ha si dimostrň piuttosto soddisfacente.

Come puň essere visto dal diagramma croce-settoriale, le fini della pompa corpo consiste di rame tubo riduttori argento brasato sopra la pompa cylinder. che Questo rende smontaggio della pompa difficile, ma evita l'uso di una falegnameria.

Se una falegnameria č disponibile, una fine avvitata potrebbe essere argento brasato al fine superiore della pompa per permettere smontaggio semplice.

Il pistone della pompa consiste di un spesso del 1/2 " P.V.C. flangia con buchi si esercitato attraverso lui (veda diagramma) . che Un secchio di cuoio č legato sopra il pistone ed insieme coi servizi di buchi come una valvola di non-ritorno. In questo tipo di pompa il secchio deve essere fatto di cuoio abbastanza molle, un secchio di cuoio commerciale non č appropriato. che sbarra di acciaio Brillante č usato come la verga di passeggiata e deve essere infilato tagliato alle sue fini che usano un dado.

Un capezzolo galvanizzato č argento brasato al riduttore di rame di cima del pompi permettere che il tubo di scarico essere legato.

Un `O ' sigillo di anello del tipo congiungeva P.V.C. tubo č usato come un sigilli per il piede valvola. Questo sigillo non richiede fissazione da allora spinge va bene nel riduttore di tubo di rame piů basso. Un'avvitata del 1/2 " flangia con una spina elettrica nelle sue forme centriste il piatto per il piede la valvola. Questo piatto deve essere contenutsi dal sorgere sul foro della pompa da tre ottone pioli andarono bene in attraverso il muro di lato della pompa sopra del piatto di valvola. Questi pioli devono essere argento brasato in per prevenire perdita o movimento.

Un elenco di parti per un foro del 4 " x sotto il quale 9 " pompa di colpo č messa insieme fuori con un elenco di attrezzo.

Parti

1 solamente 12 " x 4 " dia. tubo di rame 2 solamente 4 " a 1 1/2 " riduttori di tubo di rame 1 solamente 1 1/2 " capezzolo galvanizzato 1 solamente 1/2 " flangia avvitata 1 solamente 1/2 " spina elettrica 1 solamente 1/2 " P.V.C. flangia 1 Ricoprono di gomma solamente `O ' l'anello 4 " dia. 1 solamente pezzo di 4 1/2 " dia. cuoio 1 solamente 15 " x 1/2 " dia. sbarra di acciaio brillante 1/8 " DIA. verga che ottona

Attrezzi

Handi gassa equipaggiamento Silver la lega per saldatore Hand il trapano 1/2 " dado di Whitworth 1/2 " rubinetto di Whitworth HACKSAW Hammer

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