Co je hydraulická turbína?

Hydraulická turbína je stroj, který přeměňuje energii z tekoucí vody na rotační sílu hřídele. Rotující hřídel může být připojena k generátoru za účelem výroby elektřiny. Hlavním rozdílem jedné hydraulické turbíny od druhé je, zda se jedná o typ reakce nebo impulsu. Tyto kategorie jsou dále klasifikovány do specifických konstrukcí včetně Francis, Kaplan, Pelton, Turgo a turbín s křížovým tokem.

Reakční turbína vytváří rotaci uzavřením hřídele s připojeným kolem v pouzdru pro uložení tlaku vody a provozováním ponořeným do proudu vody. Úhlové lopatky kolem hřídele na reakční hydraulické turbíně způsobují, že zvedák nabírá tlak a sílu z vody a převádí jej na rotaci. Reakční turbíny obvykle pracují s nízkými až středními úrovněmi tlaku nebo tlaku vody.

Jedním typem reakční hydraulické turbíny je Francisův design. Spirálovitý vstup přivádí vodu do kola nebo běžec. Nastavitelné lopatky vedou vodu proti běžci v požadovaném úhlu. Tlak a průtok vody se mění reakcí s běžcem, čímž se vytváří točivý moment.

Kaplanova nebo vrtulová turbína je další variantou typu reakce. Konstrukce zahrnuje lopatky pro vedení průtoku vody a lopatky na hřídeli rotoru podobné lodní vrtule. Čepele jsou nastavitelné tak, aby maximalizovaly účinnost prostřednictvím různých úrovní tlaku, pokud je dostatek vody, a proto je tento design velmi flexibilní.

Impulzní turbína vytváří rotaci silou proudu vody směřující k řadě kbelíků nebo šálků obklopujících hřídel. Kbelíky nejsou ponořeny do vody, ale pohybují se proudem vody. Rychlost vody se zvýší protlačením tryskou dříve, než narazí do kbelíků. Impulzní turbíny mohou pracovat na vysokých úrovních hlavy a nevyžadují uzavření kola.

Verze impulzní hydraulické turbíny Pelton, tj. Peltonovo kolo, má v kruhu kolem hřídele řadu kbelíků. Vědra jsou rozdělena uprostřed, takže síla vody z trysky není blokována jedním vědrem v dosažení dalšího. Voda se zakřivuje kolem tvaru každého zaobleného kbelíku o téměř 180 ° a jeho rychlost se podstatně snižuje. Zpomalená voda klesne do vypouštěcího kanálu pod turbínou.

Další impulsní turbína je design Turgo. Tato jednotka je podobná Peltonovu kolu, ale kbelíky jsou ploché na jedné hraně obklopené obklopujícím pásem. Tryska nasměruje vodu na kbelíky tak, aby vstoupila na jednu stranu a vypouštěla ​​na druhou. Turgo zvládne vyšší rychlost než Peltonova konfigurace pomocí menšího kola, protože vstupní voda se nemísí s výtokem.

Křížové turbíny pracují s bubnovým rotorem uzavřeným na obou koncích a spojeným se zaoblenými lamelami, které jsou někdy ve tvaru šroubovice nebo dvojité šroubovice. Tryska této hydraulické turbíny směruje vodu přes rotor tak, že voda se dvakrát dotkne lopatek, než spotřebuje svou energii a spadne do výboje. Křížové turbíny mohou pracovat s velmi malou hlavou, dokonce s velkým průtokem.