Проекты

Автономный конденсатор − накопитель воды, работающий на принципах законов физики в условиях жарких засушливых регионов

Работа призёра открытой городской научно-практической конференции «Инженеры будущего» в секции «Прикладная физика» среди работ учащихся 10−11 классов

Направление работы: Инженерия
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1288
Предметы: Физика, Математика, Информатика
Классы: 11 класс
Мероприятия: Открытая городская научно-практическая конференция «Инженеры будущего» 18−20 апреля 2019 года

С использованием современных технологий и доступных материалов создан дешёвый, легко монтируемый и простой в эксплуатации механизм, позволяющий конденсировать и накапливать воду в условиях жарких засушливых регионов.

Цель

Обеспечить дешёвый способ получения воды в регионах с отсутствием развитой инфраструктуры, налаженной системы электроснабжения, жарким засушливым климатом.

Описание

Вращение вала разработанного устройства приводит к вращению лопастей вентилятора, горячий воздух окружающей среды всасывается через раструб и подаётся в корпус устройства. Поскольку 2/3 конструкции находится под поверхностью земли (заглубление составляет не менее 2,5 м), то образуется разность температур. Горячий воздух, проходя по металлической полости корпуса устройства, создаёт конденсат на стенках в виде влаги. Влага начинает скапливаться в капсуле конструкции. Конструкцией предусмотрен канал извлечения воды из капсулы, например, посредством помпового насоса, расположенного на поверхности.

Вращение вала происходит под действием двух сил: солнечной энергии, преобразующейся в механическую посредством двигателя Мендосино; энергии ветра, преобразующейся в механическую за счёт вращения ротора Дарье.

Устройство полностью автономно, способно работать как от солнечной энергии, так и от энергии ветра.

Для работы системы необходим жаркий климат, но чаще всего именно в жарких странах отмечается нехватка чистой питьевой воды и отсутствие нужной инфраструктуры.

Результат

Модель полностью работоспособна. Не нуждается во внешнем источнике питания, не вырабатывает парниковых газов и может работать десятилетиями. Проста в изготовлении и эксплуатации. Ориентировочная производительность устройства − до 40 литров воды в день.

Оснащение и оборудование

− Солнечные элементы;

− Медный проводник для создания катушек;

− Цилиндрический постоянный магнит.

С помощью станка с ЧПУ с лазерной резкой были изготовлены детали корпуса двигателя Мендосино. На 3D-принтере были напечатаны лопасти ротора Дарье и лопасти всасывающего вентилятора. Конструкция устройства была проверена на различные моменты сопротивления (ветровые нагрузки) с помощью программного пакета SolidWorks и Blender.

Сотрудничество с вузом/учреждением при создании работы

ФГАОУ ВО НИТУ «МИСиС».

Перспективы использования результатов работы

Дешёвый способ получения воды в регионах с отсутствием развитой инфраструктуры, налаженной системы электроснабжения, жарким засушливым климатом.

Награды/достижения

Победитель школьной секции конференции 74-е дни науки НИТУ «МИСиС» в направлении «Энергетика».

Особое мнение

«Очень понравилось участие в проекте. Выражаю благодарность своему руководителю –  старшему преподавателю кафедры «Энергетика и энергоэффективность горной промышленности» НИТУ «МИСиС»