本發(fā)明屬于水力發(fā)電技術領域，具體涉及到一種管道水力發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術：
在城市和農(nóng)村的各個角落里我們都可以看到熟悉的管道,如生活用水管道,污水排放管道,工業(yè)用水管道，河流的水泥輸水管道等。 當水從這些管道中流出時都具有很大的動能，而這些能量都白白的浪費了，為了有效利用這些浪費的水能我們設計了管道水力發(fā)電系統(tǒng)。 自來水一般靠一定的壓力輸送，在中轉站通過減壓閥降低水壓后，儲存在水塔里，然后用水泵輸送給各個用戶。新型管道內發(fā)電機有可能取代減壓閥，并可用于向水泵提供動力，從而有效地利用水資源并降低電力消耗。 在水資源豐富的地區(qū)小型水力發(fā)電機是家庭首選電源，我們所設計的發(fā)電系統(tǒng)是一種管道葉輪發(fā)電機，該發(fā)電機成本低 ，電壓穩(wěn)定，具有體積小、重量輕、結構簡單、運行可靠、安裝使用方便等特點，最適合于具有零星微小水力資源的山區(qū)農(nóng)戶解決照明，電視機等用電的發(fā)電設備。該葉片式水輪機耗能小，能向發(fā)電機提供較大轉矩。水輪通過增速輪系連接發(fā)電機轉軸，本管道多級葉輪發(fā)電機能夠有效地利用水資源，以小水力的有限力量帶動發(fā)電機發(fā)電，解決在水資源匱乏地區(qū)用戶不能利用較小水力發(fā)電的難題，在大城市更能有效地利用水力資源，具有能耗低、效率高的鮮明優(yōu)勢。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出了一種管道水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括葉輪機、增速裝置、發(fā)電機、整流器、蓄電器、逆變器、用電器，其中發(fā)電機利用水的動能帶動葉輪轉動，水輪通過增速輪系鏈接發(fā)電機轉軸使發(fā)電機高速轉動，再用整流器把發(fā)電機輸出的交流電轉化成直流電輸入在蓄電池中，最后，逆變器把蓄電池的電轉化成交流電傳輸給用電器。
管道葉輪發(fā)電系統(tǒng)的主要部分是葉輪機，在葉輪機的外部管道，先把流水管道接在葉輪機的管道口上就能向發(fā)電機輸入一定的功率。
有益效果：
本發(fā)明提出的管道水力發(fā)電系統(tǒng)安裝、使用方便，適合用戶自購、自建、自管、自用。用戶只需較少的投資就能供給你的家庭增添幸福和歡樂。在我國人口基數(shù)這么大的國家若都能用上我們的發(fā)電系統(tǒng)，該發(fā)電系統(tǒng)在水力資源豐富的山區(qū)和管道繁多的城市都有很廣的應用前景，若發(fā)電機可供給一個照明燈正常照明，那么一個發(fā)電機就可以節(jié)省一個照明燈所用的電費，可想我們的發(fā)電系統(tǒng)也會為我國的家庭省下來很大一筆費用。
具體實施方式
本發(fā)明提出了一種管道水力發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)包括葉輪機、增速裝置、發(fā)電機、整流器、蓄電器、逆變器、用電器，其中發(fā)電機利用水的動能帶動葉輪轉動，水輪通過增速輪系鏈接發(fā)電機轉軸使發(fā)電機高速轉動，再用整流器把發(fā)電機輸出的交流電轉化成直流電輸入在蓄電池中，最后，逆變器把蓄電池的電轉化成交流電傳輸給用電器。
管道葉輪發(fā)電系統(tǒng)的主要部分是葉輪機，在葉輪機的外部管道，先把流水管道接在葉輪機的管道口上就能向發(fā)電機輸入一定的功率。
具體計算如下： 現(xiàn)研究理想水輪在流動的水中的情況。并規(guī)定： v1：距離水力機一定距離的上游水速;V：通過水輪時的實際水速;v2：離水輪遠處的下游水速。設通過水輪的水流其上游截面為S1，下截面為S2。由于水輪的機械能量僅由水的動能降低所致，因而v２必然低于v1,所以通過水輪的水流截面積從上游至下游是增加的，即S2大于S1。 如果假定水是不可壓縮的，由連續(xù)條件可得： S1v1＝Sv＝S2v2 水作用在水輪上的力為： F=ρSv(v1-v2)故水輪吸收的功率為： P=Fv=ρSv2(v1-v2)
此功率是由動能轉換而來的。從上游至下游的的動能變化為：
△E＝2 1 ρSv(v11-v22) 令式(1-4)與(1-5)相等，得到 122 vv v作用在水輪上的力和提供的功率可寫為 F=12ρSv(2212vv) P=1 4 ρSv(v11-v22)(v1+v2)對于給定的上游速度v1,可寫出以v2為函數(shù)的功率變化關系，將式(1-8)微分得214dPdvSv(22 112223vvvv) 2 0dP dv有兩個解：v2=-v1，沒有物理意義；
v2=v/3,對應于最大功率。
以v2= 1 3v代入P的表達式，得到最大功率為
max8 27 PρS31v將上式除以水流通過掃掠面S時所具有的動能，可能得水力機的理論最大效率（或稱理論水能利用系數(shù)）ηmax=max3112PSρv=3 131(8/27)12SSρvρv= 16270.593
它說明，水力從自然水中所能索取的能量是有限的，其功率損失部分可以解釋為留在尾流中的旋轉動能。
將上式除以水流通過掃掠面S時所具有的動能，可能得水力機的理論最大效率（或稱理論水能利用系數(shù)ηmax=max3112PSρv=3 131(8/27)12SSρvρv= 16 270.593
它說明，水力從自然水中所能索取的能量是有限的，其功率損失部分可以解釋為留在尾流中的旋轉動能。