Una turbina Kaplan è un tipo di turbina ad elica (in particolare una turbina a reazione) utilizzata negli impianti idroelettrici. L’acqua scorre sia dentro che fuori delle turbine Kaplan lungo il suo asse di rotazione (flusso assiale). Ciò che rende le turbine Kaplan speciali è che le pale possono cambiare il loro angolo su richiesta per mantenere la massima efficienza per diverse portate d’acqua. L’acqua che scorre attraverso una turbina Kaplan perde pressione, questo significa che una turbina Kaplan è una turbina di reazione (simile a una turbina Francis).
L’area in cui l’acqua può entrare in queste turbine è grande, uguale all’intera area occupata dalle pale. La vasta area di turbine Kaplan li rendono più utile dove grandi volumi di flusso d’acqua, e può essere utilizzato anche in dighe con relativamente bassa testa. Ciò è particolarmente importante in quanto precedente allo sviluppo della turbina Kaplan, la maggior parte delle turbine erano adatte solo per grandi teste d’acqua. Viktor Kaplan ha progettato questa turbina dal design delle eliche delle navi, e per questo funzionano essenzialmente in modo opposto come eliche.
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Design
Queste turbine devono essere progettate in modo da consentire a grandi quantità di acqua di fluire attraverso di esse senza danneggiarle. Il modo in cui sono progettate le turbine Kaplan è leggermente diverso dalle altre turbine. Questa turbina è molto più semplice. C’è un passaggio di flusso che introduce l’acqua nella direzione radiale e palette di guida specializzate – lame fisse che dirigono bruscamente l’acqua in modo che entri nella turbina nella direzione assiale. La turbina stessa è dotata di diverse pale del rotore attaccate direttamente all’albero centrale della turbina. Queste lame sono fissate con giunti mobili in modo che l’angolo possa essere modificato, assicurando la massima efficienza per qualsiasi portata e testa dell’acqua.
È importante notare che le pale di questa turbina non sono piatte, invece ruotano leggermente perché la parte esterna della lama si muove più rapidamente della parte interna.
Funzionamento
Il modo in cui l’acqua viene spostata attraverso una turbina Kaplan è leggermente diverso dalle altre turbine. Innanzitutto, l’acqua è diretta verso la turbina radialmente, avvicinandosi dal lato. Questo viene fatto perché il generatore si trova solitamente da qualche parte lungo l’asse della rotazione delle turbine, quindi se il generatore si trovava qui si bagnerebbe. Invece, le palette guida prendono rapidamente l’acqua attraverso un giro di novanta gradi in modo che colpisca le lame assialmente. Oltre a reindirizzare l’acqua, queste palette sono allineate per dare all’acqua una quantità appropriata di “turbinio”.
L’acqua si sposta quindi verso il basso sopra le pale dell’elica, ruotandola con il “turbinio” dell’acqua. Questo tipo di turbina è quindi noto come turbina di reazione in quanto la forza di reazione dalla spinta dell’acqua sull’elica costringe l’elica a muoversi. L’acqua lascia la turbina assialmente.
Per ulteriori informazioni sul funzionamento delle turbine Kaplan, fare clic qui.
Per Ulteriori letture
- turbina Francis
- turbina Pelton
- turbina di Turgo
- impianto Idroelettrico
- diga Idroelettrica
- energia Primaria
- O esplorare una pagina a caso
- Wikimedia Commons. (25 agosto 2015). Turbina Kaplan . Disponibile: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d0/Kaplan-Turbine-2007.jpg
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- 3.0 3.1 3.2 BrightHub Engineering. (25 agosto 2015). Turbine Kaplan . Disponibile: http://www.brighthubengineering.com/fluid-mechanics-hydraulics/27426-hydraulic-turbines-kaplan-turbine/
- Da U. S. Army Corps of Engineers, Questo file è stato derivato da: Water turbine (en).svg:, di pubblico dominio, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=18581340
