Радіально-осьова турбіна

Визначення

Радіально-осьова турбіна, також відома як турбіна Френсіса, є типом реактивної пропелерної гідротурбіни, в робочому колесі якої потік води проходить спочатку в радіальному (до осі), а потім в осьовому напрямках.

Конструкція

Напрямний апарат

Напрямний апарат складається з ряду фіксованих лопаток, які направляють потік води на робоче колесо. Лопатки мають радіальну форму, щоб привести потік у обертальний рух.

Робоче колесо

Робоче колесо складається з лопаток, закріплених на диску. Лопатки мають ложкоподібну форму, яка направляє потік води спочатку до осі турбіни, а потім по осі.

Відсмоктувальна труба

Відсмоктувальна труба, зазвичай вигнута, збільшує тиск і забезпечує плавний вихід води з турбіни.

Принцип роботи

1. води: Вода під тиском надходить з спіральної камери через напрямний апарат.
2. Радіальний рух: Лопатки напрямного апарату направляють воду в радіальному напрямку, створюючи обертальний рух.
3. Перетворення енергії: У робочому колесі кінетична енергія радіального потоку води перетворюється на кінетичну енергію осьового потоку.
4. Осьовий рух: Лопатки робочого колеса направляють потік води під тиском у напрямку осі турбіни.
5. Вихід води: Відсмоктувальна труба виводить воду з турбіни, а її кінетична енергія, що залишилася, використовується для обертання валу турбіни.

Переваги

• Високий ККД (до 90%)
• Широкий діапазон швидкості води
• Може працювати в умовах низького падіння води
• Відносно низька вартість будівництва та обслуговування

Застосування

Радіально-осьові турбіни широко використовуються на гідроелектростанціях з невеликим і середнім падінням води. Вони особливо корисні в місцях з обмеженим водним ресурсом і складними топографічними умовами.

Історія

Турбіну Френсіса вперше zaproponował американський гідротехнік Джеймс Френсіс у 1847 році. Пізніше її вдосконалили інші інженери, зокрема Віктор Каплан.

Радіально-осьова турбіна є високопродуктивною та універсальною гідротурбіною, яка відіграє важливу роль у виробництві електроенергії з відновлюваних джерел. Ії високий ККД, надійність та відносно низька вартість роблять її привабливим вибором для гідроелектростанцій у всьому світі.

Часті запитання

1. У чому різниця між радіально-осьовою і осьовою турбіною?
2. Які переваги радіально-осьової турбіни?
3. У яких умовах радіально-осьова турбіна працює найкраще?
4. Хто винайшов радіально-осьову турбіну?
5. Які основні компоненти радіально-осьової турбіни?