Atšķirība starp Kaplan un Francis Turbine

Kaplans pret Francis Turbīnu
 

Ūdens, kas vienmēr atrodas kustībā, nes enerģiju. Cilvēki vienmēr ir domājuši par to milzīgo spēku un bieži izmantojuši šo spēku. Bet tikai 19. gadsimta laikā inženieri izstrādāja iekārtas, lai efektīvi izmantotu šo enerģiju. Turbīnas ir mašīnas, kas paredzētas enerģijas iegūšanai no šķidruma plūsmas un pārvēršanai to mehāniskajā enerģijā.

Francis tipa turbīna un Kaplan turbīna ir divu veidu reakcijas turbīnas, kuras hidroelektrostacijās izmanto ģeneratora vadīšanai. Tie ir visizplatītākie turbīnu veidi, kurus izmanto mūsdienu spēkstacijās.

Fransisko Turbīnu

Francis turbīnu izstrādāja anglis Džeimss B. Francisks 1849. gadā, strādājot par uzņēmuma Locks and Canals galveno inženieri. Turbīna bija paredzēta tekstila rūpnīcas mašīnu barošanai, izmantojot tuvumā esošo upi. Izmantojot zinātniskās metodes un eksperimentus, viņš spēja izstrādāt dizainu, lai panāktu efektivitāti līdz 90%. Mūsdienās Francis turbīnas ir visplašāk izmantotās turbīnas pasaulē.

Francis turbīna ir ievietota apvalkā, un asmeņiem ir īpašas izliektas iezīmes, kas paredzētas, lai panāktu optimālu turbīnas darbību. Francis turbīnas darbojas zem ūdens galvas 10-650 metru augstumā, un ģenerators, kuru darbina turbīna, var dot jaudu līdz 750 MW. Turbīnu ātruma diapazons ir no 80 līdz 100 apgriezieniem minūtē.

Francis turbīnai ir vertikāls vārpstas mezgls un horizontāli orientēts rotora mezgls, ko sauc par vadotni, kurš darbojas zem ūdens. Ūdens ieplūde ir arī vertikāla, un ar kontrolējamām virzošajām lāpstiņām tā ir virzīta uz kanālu. Skrējējs rotē galvenokārt ūdens svara / spiediena dēļ.

Kaplanas turbīna

Kaplan turbīnu 1913. gadā izstrādāja Austrijas profesors Viktors Kaplans. To sauc arī par dzenskrūves turbīna jo tā stīgas atgādina kuģa dzenskrūvi. Tam ir regulējami asmeņi un vārtu vārti, lai panāktu optimālu efektivitāti dažādos spiediena / galvas apstākļos. Tāpēc Kaplan turbīna var iegūt efektivitāti līdz 95% un darboties zemā galvā, kas nav iespējams Francis turbīnās..

Kaplan turbīnā arī sliedi virza spiediens, un ūdens ievades līmeni kontrolē virzošās lāpstiņas. Kaplan turbīnas ūdens galva ir no 10 līdz 70 metriem, un ģeneratora jauda var būt no 5-120 MW. Skrējiena diametrs ir aptuveni 2–8 metri un tas nodrošina 80–430 apgriezienus minūtē. Tā kā Kaplan turbīnas spēj darboties zemas galvas apstākļos, tās tiek izmantotas enerģijas ražošanai ar lielu plūsmu un zemu galvu visā pasaulē. 

Kāda ir atšķirība starp Kaplan un Francis Turbines?

• Kaplan turbīnā ūdens ieiet aksiāli un iziet aksiāli, savukārt Francis turbīnā ūdens ieiet kanālā radiāli un iziet aksiāli.

• Kaplan turbīnas stienim ir 3-8 asmeņi, savukārt Francis turbīnas stienim kopumā ir 15-25 asmeņi.

• Kaplan turbīnai ir augstāka efektivitāte nekā Francis turbīnai.

• Kaplan turbīna ir mazāka un kompakta salīdzinājumā ar Francis turbīnu.

• Rotācijas ātrums (RPM) ir lielāks nekā Francis turbīnai.

• Kaplan turbīnai ir mazāki berzes zudumi un augstāka efektivitāte.

• Kaplan turbīnas var darboties plašā galvas diapazonā, bet Francis turbīnai ir nepieciešami salīdzinoši augstāki galvas apstākļi.

• Kaplan turbīnas tiek izmantotas mazās hidroelektrostacijās.