Turbina Kaplana

Rysunek 1. Turbina Kaplana.

turbina Kaplana – rodzaj śmigłowej turbiny wodnej (w szczególności turbiny reakcyjnej) stosowanej w elektrowniach wodnych. Woda przepływa zarówno do turbin Kaplana, jak i z nich wzdłuż jego osi obrotu (przepływ osiowy). To, co wyróżnia turbiny Kaplana, to to, że łopatki mogą zmieniać swój kąt na żądanie, aby utrzymać maksymalną wydajność przy różnych natężeniach przepływu wody. Woda przepływająca przez turbinę Kaplana traci ciśnienie, co oznacza, że turbina Kaplana jest turbiną reakcyjną (podobną do turbiny Francisa).

obszar, który woda może dostać się do tych turbin, jest duży, równy całemu obszarowi, który zajmują łopaty. Duża powierzchnia turbin Kaplana sprawia, że są one najbardziej przydatne tam, gdzie przepływają duże ilości wody i mogą być stosowane nawet w zaporach o stosunkowo małej wysokości. Jest to szczególnie ważne, ponieważ przed rozwojem turbiny Kaplana większość turbin nadawała się tylko do dużych głowic wodnych. Viktor Kaplan zaprojektował tę turbinę poza konstrukcją śmigieł okrętowych i z tego powodu działają one zasadniczo w przeciwny sposób jako śmigła.

Projekt

Rysunek 2. Zauważ, że woda przepływa i sprawia, że turbina obraca generator. Generator następnie wytwarza energię elektryczną dla sieci.

turbiny te muszą być zaprojektowane tak, aby umożliwić przepływ dużych ilości wody przez nie bez ich uszkodzenia. Sposób projektowania turbin Kaplana różni się nieco od innych turbin. Ta turbina jest znacznie prostsza. Istnieje kanał przepływu, który wprowadza wodę w kierunku promieniowym, i wyspecjalizowane łopatki prowadzące – stacjonarne łopatki, które gwałtownie kierują wodę tak, że wchodzi ona do turbiny w kierunku osiowym. Sama turbina jest wyposażona w kilka łopatek wirnika przymocowanych bezpośrednio do centralnego wału turbiny. Ostrza te są przymocowane za pomocą ruchomych przegubów, dzięki czemu można zmienić kąt, zapewniając maksymalną wydajność dla dowolnego natężenia przepływu i głowicy wody.

ważne jest, aby pamiętać, że łopatki tej turbiny nie są płaskie, zamiast tego lekko się obracają, ponieważ zewnętrzna część łopatki porusza się szybciej niż część wewnętrzna.

działanie

sposób przepływu wody przez turbinę Kaplana różni się nieco od innych turbin. Najpierw woda kierowana jest promieniowo w kierunku turbiny, zbliżając się z boku. Dzieje się tak, ponieważ generator zwykle znajduje się gdzieś wzdłuż osi obrotu turbin, więc jeśli generator znajdował się tutaj, zamoczyłby się. Zamiast tego łopatki prowadzące szybko przyjmują wodę przez dziewięćdziesiąt stopniowy obrót, tak że uderza ona osiowo w łopatki. Oprócz przekierowania wody, łopatki te są ustawione tak, aby nadać wodzie odpowiednią ilość „wiru”.

woda następnie przesuwa się w dół po łopatkach śmigła, obracając go „wirem” wody. Ten typ turbiny jest zatem znany jako turbina reakcyjna, ponieważ siła reakcji od popychania wody na śmigło zmusza śmigło do ruchu. Woda opuszcza turbinę osiowo.

aby uzyskać więcej informacji na temat działania turbin Kaplana, kliknij tutaj.

Czytaj dalej

• Turbina Francisa
• turbina Peltona
• turbina Turgo
• elektrownia wodna
• Zapora wodna
• energia pierwotna
• lub przeglądaj losową stronę