Ветер, ветер. ты могуч...

Министерство образования и науки РБ

Прибайкальский район

МОУ «Коменская СОШ»

Тема: «Ветер, ветер, ты могуч…»

Автор: Стариков Сергей, ученик 4 класса

Коменской СОШ Прибайкальского района

Руководитель: Чинакаева Евгения Геннадьевна

г. Улан-Удэ

2011г.

Оглавление:

Введение.

Виды ветряных мельниц.

Думай, исследуй, твори.

Заключение.

Список литературы.

Введение

 « Ветер, ветер, ты могуч…»

 А.С. Пушкин

 В настоящее время ученых волнуют проблемы:

Первая: где найти новые источники энергии, когда закончатся природные богатства – уголь, нефть, газ. Для того, чтобы сделать эти запасы, Земле потребовалось миллионы лет. А при такой скорости, с какой мы их используем, эти источники не могут быть вечными.

Вторая:  когда топливо сгорает, выделяется углекислый газ. Воздух, которым мы дышим, сильно загрязняется. Страдает вся природа. Возникает проблема экологической катастрофы. Самый простой способ уменьшить загрязнение окружающей среды – воспользоваться энергией солнца, воды, ветра.

Поэтому, я считаю, что энергия ветра вызывает интерес к исследованию и применение ветряных мельниц для получения экологически чистой энергии.

Наше село стоит на берегу рек  Селенги и Итанцы. В последние десятилетия вырубка леса вдоль рек изменила климат в нашей местности. Постоянный ветер, который дует круглый год, можно направить на пользу человека. В своей работе я решил сделать первый шаг к использованию и построению ветряной мельницы с вертикальным валом.  Это будет в недалеком будущем, а пока я  исследую модель  ветряной мельницы с вертикальным валом из пластиковой бутылки, испробовав несколько конструкций, и выбрав самую эффективную.

Цель работы: создать и изучить  модель ветряной мельницы с вертикальным валом из пластиковой бутылки.

Задачи работы:

Изучить применение энергии ветра;

Изучить виды ветряных мельниц

Создать несколько моделей ветряных мельниц с вертикальным валом;

Исследовать и установить зависимость скорости вращения мельницы от площади и количества  лопастей.

Сделать анализ о наиболее эффективной конструкции ветряной мельницы из пластиковой бутылки.

Виды ветряных мельниц:

- с вертикальной осью вращения;

- с горизонтальной осью вращения

По принципу работы они подразделяются на:

- тихоходные;

- быстроходные.

Пробовали вы запрячь ветер, чтобы заставить его работать на себя! Ведь энергия ветра - одна из самых дешевых и легкодоступных! Я не предлагаю строить ветряные мельницы, как это делали в старину, или сложный современный ветродвигатель. А вот построить ветроустановку для выработки электроэнергии, пусть небольшую, маломощную, думаю, сможет каждая семья, живущая в сельской местности, каждая школа. Энергии, выработанной ветроустановкой, хватит, чтобы включить насос для поливки огорода или сада, чтобы осветить дом или класс. И если хотя бы в каждом пятом доме будет работать своя бесплатная мини - ветроэлектростанция, представляете, сколько сэкономленных киловатт-часов лягут в "энергетическую копилку" нашей страны!

Думай, исследуй, твори.

Оборудование: пластиковые бутылки,  стойки для реторт, пластилин, кнопки,  палетка, секундомер и электрический фен с подачей холодного воздуха.

Ход работы:

Фиксируется с помощью пластилина кнопку так, чтобы ее острие было обращено к верхушке стойки для реторт.

 После этого на стойку надевается перевернутая бутылка, которая может вращаться, используя кнопку в качестве опоры.

Затем бутылка снимается со стойки и определяется, сколько крыльев будет у их ветряной мельницы, и какого они будут размера.

Потом необходимо разрезать бутылку и выгнуть клапана наружу, чтобы сделать требуемое число крыльев.

 Площадь поверхности крыльев  высчитывается с помощью палетки.

После этого бутылку снова устанавливают на опору стойки.

Поток воздуха от фена представляет ветер. Подсчитываю количество оборотов  ветряной мельницы с вертикальным валом в минуту.

Рассчитать среднее значение скорости мельницы.

Сделать вывод.

Заключение

Я сделал несколько видов моделей ветряных мельниц, которые отличаются друг от друга количеством крыльев и площадью этих крыльев. Исследование показало, что:

скорость вращения мельниц зависит от: площади крыльев, количества крыльев, от силы ветра, от направления ветра;

чем больше площадь  крыла, тем больше скорость вращения, т.к. она захватывает больше объема воздуха;

ветряная мельница с вертикальной осью вращения с одним  крылом не работает;

самой большей скоростью обладает мельница с тремя крыльями, затем – с двумя крыльями, самой маленькой скоростью обладает мельница с четырьмя крыльями;

объем воздуха, который приходится на 4 крыла, меньше чем объем воздуха, который действует на 3 крыла, поэтому сила ветра, действующая на крылья,  во втором случае больше;

сравнивая мельницы с 2 крыльями и 3 крыльями, скорость во втором случае больше, т.к. я думаю, что  у мельницы с 2 крыльями пространство между лопастями больше, оно и препятствует развития большей скорости;

сделав  вычисления в лабораторных условиях, где источником ветра  служил фен с постоянной скоростью ветра, я вышел на улицу.  Там я провел ряд испытаний, которые показали, что скорость вращения мельницы на улице была не на много меньше, чем  в классе. Этот факт говорит в пользу применения мельниц.

Существуют риски применения ветряной мельницы, т.к.  у  ветра  есть  два существенных недостатка: его энергия сильно рассеяна  в  пространстве  и  он непредсказуем – часто  меняет  направление,  вдруг  затихает  даже  в  самых ветреных районах земного шара, а иногда достигает  такой  силы,  что  ломают ветряки.

В  будущем я мечтаю создать свою ветроустановку, и считаю эффективной модель  у которой будет 3 лопасти большей площадью.

Свою работу я не могу считать законченной, потому что по ходу работы над этой темой у меня возникли еще ряд вопросов, таких например, как влияет температура воздуха, угол направления потока воздуха, скорость ветра на скорость лопастей мельницы. В будущем я продолжу работать над этой темой. Считаю, что в нашей местности необходимо использовать ветряные мельницы, ведь  у нас для этого есть все условия. И природа скажет нам СПАСИБО.

Литература:

«Энциклопедия для детей. Техника», М., «Аванта+», 1999

Юный Техник 1983 №5, В. ШУМЕЕВ, Ветряная электростанция своими руками.

Энциклопедический словарь юного техника. - М., 1988.

Володин В.В. «Энергия, век двадцать первый» – М.: Детская литература, 2001

 www.ntro.com

www.wikipedia.ru

www.diy.ru