Co to jest turbina hydrauliczna?
Turbina hydrauliczna jest maszyną, która przekształca energię z przemieszczającej się wody w siłę obrotową wału. Wał obrotowy można podłączyć do generatora w celu wytworzenia elektryczności. Główną różnicą między jedną turbiną hydrauliczną a drugą jest to, czy jest to typ reakcji czy impuls. Kategorie te są dalej klasyfikowane do konkretnych projektów, w tym turbin Francisa, Kaplana, Peltona, Turgo i turbin o przepływie krzyżowym.
Turbina reakcyjna wytwarza obrót, zamykając wał z zamocowanym kołem w obudowie, aby utrzymać ciśnienie wody i działając zanurzoną w strumieniu wody. Ustawione pod kątem łopatki wokół wału w reakcyjnej turbinie hydraulicznej powodują, że podnośnik przejmuje ciśnienie i siłę z wody i przekształca ją w obrót. Turbiny reakcyjne zwykle pracują z niskim lub średnim poziomem ciśnienia lub ciśnienia wody.
Jednym z typów turbin hydraulicznych reakcyjnych jest konstrukcja Francisa. Spiralny wlot kieruje wodę do koła lub prowadnicy. Regulowane łopatki prowadzą wodę pod prowadnicą pod pożądanym kątem. Ciśnienie i przepływ wody zmieniają się w reakcji z płozą, tworząc w ten sposób moment obrotowy.
Turbina Kaplana lub śmigła to kolejna odmiana typu reakcji. Konstrukcja zawiera łopatki kierujące przepływem wody i łopatki na wale wirnika podobne do śmigła statku. Łopatki są regulowane, aby zmaksymalizować wydajność poprzez zakres poziomów ciśnienia, jeśli przepływ wody jest wystarczający, dzięki czemu ta konstrukcja jest bardzo elastyczna.
Turbina impulsowa wytwarza obrót dzięki sile strumienia wody skierowanej w stronę szeregu wiader lub kubków otaczających wał. Wiadra nie są zanurzone w wodzie, ale są poruszane przez strumień wody. Prędkość wody zwiększa się, przepychając ją przez dyszę, zanim uderzy w wiadra. Turbiny impulsowe mogą pracować na dużych wysokościach podnoszenia i nie wymagają osłony koła.
Impulsowa turbina hydrauliczna w wersji Pelton, tj. Koło Pelton, ma szereg wiader w pierścieniu wokół wału. Wiadra są podzielone na środku, więc siła wody z dyszy nie jest blokowana przez jedno wiadro przed dotarciem do następnego. Woda zakręca się wokół kształtu każdego zaokrąglonego wiadra o prawie 180 °, a jego prędkość znacznie spada. Spowolniona woda spada do kanału wylotowego poniżej turbiny.
Kolejną turbiną impulsową jest konstrukcja Turgo. Ta jednostka jest podobna do koła Pelton, ale łyżki są płaskie na jednej krawędzi otoczone okrążającą taśmą. Dysza kieruje wodę na wiadra, tak aby wchodziła z jednej strony i odprowadzała z drugiej. Turgo obsługuje wyższą prędkość niż konfiguracja Pelton przy użyciu mniejszego koła, ponieważ woda wlotowa nie miesza się z wylotem.
Turbiny o przepływie krzyżowym działają z wirnikiem w kształcie bębna, zamkniętym z obu stron i połączonym z zaokrąglonymi lamelami, które czasami mają konstrukcję helisy lub podwójnej helisy. Dysza tej turbiny hydraulicznej kieruje wodę przez wirnik tak, że woda dwukrotnie styka się z łopatami, zanim zużyje swoją energię i wpadnie do wyładowania. Turbiny z przepływem krzyżowym mogą pracować przy bardzo małej wysokości podnoszenia, nawet przy dużym przepływie.