Kaplan turbine

1. ábra. Egy Kaplan turbina.

a Kaplan turbina egy típusa légcsavaros hidroturbina (konkrétan a reakcióturbina) használt vízerőművek. A víz a forgástengelye mentén áramlik mind a Kaplan turbinákba, mind onnan ki (axiális áramlás). A Kaplan turbinák különlegessé teszik, hogy a pengék igény szerint megváltoztathatják szögüket, hogy fenntartsák a maximális hatékonyságot a különböző vízáramlási sebességeknél. A Kaplan-turbinán átfolyó víz elveszíti a nyomást, ez azt jelenti, hogy a Kaplan-turbina reakcióturbina (hasonló a Francis-turbina).

az a terület, amelybe a víz bejuthat ezekbe a turbinákba, nagy, megegyezik a pengék által elfoglalt teljes területtel. A Kaplan turbinák nagy területe a leghasznosabb, ahol nagy mennyiségű víz áramlik, és még viszonylag alacsony fejű gátakban is használhatók. Ez különösen fontos, mivel a Kaplan turbina kifejlesztése előtt a legtöbb turbina csak nagy vízfejekhez volt alkalmas. Viktor Kaplan tervezte ezt a turbinát a hajó propellereinek tervezésénél, és emiatt lényegében ellentétes módon működnek, mint a propellerek.

Tervezés

2. Ábra. Vegye figyelembe, hogy a víz beáramlik, és a turbina forgatja a generátort. A generátor ezután villamos energiát hoz létre a hálózat számára.

ezeket a turbinákat úgy kell megtervezni, hogy nagy mennyiségű víz áramolhasson rajtuk anélkül, hogy károsítanák őket. A Kaplan turbinák tervezésének módja kissé eltér a többi turbinától. Ez a turbina sokkal egyszerűbb. Van egy áramlási járat, amely sugárirányban vezeti be a vizet, valamint speciális vezetőlapátok – álló lapátok, amelyek hirtelen irányítják a vizet úgy, hogy az tengelyirányban belépjen a turbinába. Maga a turbina több rotorlapáttal van felszerelve, amelyek közvetlenül a turbina központi tengelyéhez vannak rögzítve. Ezek a pengék mozgatható kötésekkel vannak rögzítve, így a szög megváltoztatható, biztosítva, hogy az adott áramlási sebesség és a vízfej maximális hatékonyságot biztosítson.

fontos megjegyezni, hogy ennek a turbinának a lapátjai nem laposak, hanem kissé csavarodnak, mert a penge külső része gyorsabban mozog, mint a belső rész.

működés

a víz Kaplan-turbinán keresztüli mozgatásának módja kissé eltér a többi turbinától. Először is, a víz sugárirányban a turbina felé irányul, oldalról közeledve. Ez azért történik, mert a generátor általában valahol a turbinák forgási tengelye mentén helyezkedik el, így ha a generátor itt található, akkor nedves lesz. Ehelyett a vezető lapátok kilencven fokos fordulaton keresztül gyorsan elviszik a vizet, hogy az tengelyirányban eltalálja a pengéket. A víz átirányítása mellett ezek a lapátok igazodnak ahhoz, hogy a víz megfelelő mennyiségű “örvényt”kapjon.

ezután a víz lefelé mozog a légcsavar pengéin, a víz “örvényével” forgatva. Az ilyen típusú turbinát ezért reakcióturbinának nevezik, mivel a víz propelleren történő nyomásából származó reakcióerő a propellert mozgásra kényszeríti. A víz tengelyirányban hagyja el a turbinát.

a Kaplan turbinák működésével kapcsolatos további információkért kattintson ide.

további olvasáshoz

• Francis turbina
• Pelton turbina
• Turgo turbina
• hidroelektromos létesítmény
• hidroelektromos gát
• primerenergia
• vagy fedezze fel egy véletlenszerű oldalt