Каплан против Фрэнсиса Турбина
Вода, всегда в движении, несет с собой энергию. Люди всегда удивлялись его огромной силе и часто использовали ее. Но только на пороге 19 века инженеры разработали механизмы, позволяющие эффективно использовать эту энергию. Турбины - это машины, предназначенные для улавливания энергии потока жидкости и превращения ее в механическую энергию.
Турбина Фрэнсиса и турбина Каплана - это два типа реактивных турбин, используемых на гидроэлектростанциях для привода генератора. Это самые распространенные типы турбин, которые используются на современных электростанциях.
Фрэнсис Турбин
Турбина Фрэнсиса была разработана англичанином Джеймсом Б. Фрэнсисом в 1849 году, когда он работал главным инженером компании Locks and Canals. Турбина была разработана для питания машин текстильной фабрики, использующей близлежащую реку. Используя научные методы и эксперименты, он смог разработать конструкцию, обеспечивающую КПД до 90%. Сегодня турбины Фрэнсиса - самые широко используемые турбины в мире.
Турбина Фрэнсиса заключена в кожух, а лопатки имеют особые изогнутые элементы, предназначенные для обеспечения оптимальной производительности турбины. Турбины Фрэнсиса работают под напором воды 10-650 метров, а генератор, приводимый в действие турбиной, может выдавать выходную мощность до 750 МВт. Турбины имеют диапазон скорости от 80 до 100 оборотов в минуту.
Турбина Фрэнсиса имеет вертикальный вал в сборе и горизонтально ориентированный роторный агрегат, называемый бегунком, который работает под водой. Впуск воды также вертикальный и направлен в сторону желоба управляемыми направляющими лопатками. Бегунок вращается в основном за счет веса / давления воды.
Каплан Турбина
Турбина Каплана была разработана в 1913 году австрийским профессором Виктором Капланом. Она также известна как пропеллерная турбина, потому что ее рабочий ход напоминает гребной винт корабля. Он имеет регулируемые лопасти и калитку для достижения оптимальной эффективности в различных условиях давления / напора. Таким образом, турбина Каплана может получить КПД до 95% и работать в условиях низкого напора, что невозможно в турбинах Фрэнсиса.
В турбине Каплана рабочий ход также приводится в движение давлением, а уровень воды на входе регулируется направляющими лопатками. Напор турбины Каплана составляет от 10 до 70 метров, а выходная мощность генератора - от 5 до 120 МВт. Диаметр рабочего колеса составляет около 2-8 метров, а скорость вращения составляет 80-430 оборотов в минуту. Поскольку турбины Kaplan могут работать в условиях низкого напора, они используются в производстве электроэнергии с высоким и низким напором во всем мире.
В чем разница между Kaplan и Francis Turbines?
• В турбине Каплана вода поступает в осевом направлении и выходит в осевом направлении, в то время как в турбине Фрэнсиса вода входит в рабочий стол в радиальном направлении и выходит в осевом направлении.
• Рабочее колесо турбины Каплана имеет 3-8 лопастей, а рабочее колесо турбины Фрэнсиса в целом имеет 15-25 лопастей.
• Турбина Каплана имеет более высокий КПД, чем турбина Фрэнсиса.
• Турбина Каплана меньше и компактнее по сравнению с турбиной Фрэнсиса.
• Скорость вращения (об / мин) выше, чем у турбины Фрэнсиса.
• Турбина Каплана имеет меньшие потери на трение и более высокий КПД.
• Турбины Каплана могут работать в широком диапазоне значений напора, но турбина Фрэнсиса требует относительно более высоких значений напора.
• Турбины Каплана используются на малых гидроэлектростанциях.
