„Kaplan“ir „Francis Turbine“
Visada judantis vanduo neša energiją. Žmonės visada stebėjosi milžiniška jos galia ir dažnai ja pasinaudojo. Tačiau tik XIX amžiuje inžinieriai sukūrė mašinas, kad efektyviai panaudotų šią energiją. Turbinos yra mašinos, sukurtos skysčio srauto energijai paimti ir paversti ją mechanine energija.
Pranciškaus turbina ir „Kaplan“turbina yra dviejų tipų reakcijos turbinos, naudojamos hidroelektrinėse generatoriui varyti. Tai yra labiausiai paplitę turbinų tipai, naudojami šiuolaikinėse elektrinėse.
Pranciškus Turbinas
Pranciškaus turbiną 1849 m. Sukūrė anglas Jamesas B. Francisas, dirbdamas „Locks and Canals“kompanijos vyriausiuoju inžinieriumi. Turbina buvo sukurta tekstilės fabriko mašinoms maitinti, naudojant netoliese esančią upę. Naudodamas mokslinius metodus ir eksperimentus, jis sugebėjo sukurti dizainą, kad pasiektų iki 90% efektyvumą. Šiandien Francis turbinos yra plačiausiai naudojamos turbinos pasaulyje.
Pranciškaus turbina uždaryta korpuse, o peiliai turi specialias išlenktas ypatybes, sukurtas optimaliam turbinos darbui pasiekti. Pranciškaus turbinos veikia po 10–650 metrų vandens galvute, o turbinos varomas generatorius gali suteikti iki 750 MW galios. Turbinų greitis svyruoja nuo 80 iki 100 apsisukimų per minutę.
Pranciškaus turbina turi vertikalų veleno mazgą ir horizontaliai orientuotą rotoriaus agregatą, vadinamą bėgikliu, kuris veikia po vandeniu. Vandens įleidimo angos taip pat yra vertikalios ir valdomos kreipiamosios mentės nukreiptos bėgiko link. Bėgikas sukasi daugiausia dėl vandens svorio / slėgio.
„Kaplan“turbina
Kaplano turbiną 1913 m. Sukūrė austrų profesorius Viktoras Kaplanas. Jis taip pat žinomas kaip sraigto turbina, nes jo bėgelis primena laivo sraigtą. Jis turi reguliuojamas mentes ir vartus, kad būtų pasiektas optimalus efektyvumas esant skirtingoms slėgio / galvos sąlygoms. Todėl „Kaplan“turbina gali padidinti efektyvumą iki 95% ir veikti esant žemai galvai, o tai neįmanoma „Francis“turbinose.
Kaplano turbinoje bėgiką valdo slėgis, o vandens įleidimo lygį valdo kreipiamosios mentės. Kaplan turbinos vandens galvutė svyruoja nuo 10-70 metrų, o generatoriaus galia gali būti nuo 5-120 MW. Bėgiko skersmuo yra apie 2-8 metrai ir per minutę suteikia 80-430 apsisukimų. Kadangi „Kaplan“turbinos gali veikti esant žemai galvai, jos naudojamos didelio srauto ir mažos galios energijos gamybai visame pasaulyje.
Kuo skiriasi „Kaplan“ir „Francis Turbines“?
• Kaplano turbinoje vanduo patenka į ašį ir išvažiuoja ašine kryptimi, o Pranciškaus turbinoje vanduo patenka į bėgiką radialiai ir išeina ašiniu būdu.
• „Kaplan“turbinos bėgikui priklauso 3-8 mentės, o „Francis“turbinos bėgikui apskritai yra 15–25 mentės.
• „Kaplan“turbinos efektyvumas didesnis nei „Francis“turbinos.
• „Kaplan“turbina yra mažesnė ir kompaktiška, palyginti su „Francis“turbina.
• Sukimosi greitis (RPM) yra didesnis nei Francis turbinos.
• Kaplan turbinos trinties nuostoliai yra mažesni ir efektyvumas didesnis.
• „Kaplan“turbinos gali veikti esant įvairiausioms galvos sąlygoms, tačiau Pranciškaus turbinoms reikalingos santykinai aukštesnės galvos sąlygos.
• Kaplan turbinos naudojamos mažose hidroelektrinėse.
