Турбина Каплана работает по принципу реакции осевого потока. В турбинах осевого потока вода протекает через бегунок вдоль направления, параллельного оси вращения бегунка. Вода на входе в турбину обладает как кинетической энергией, так и энергией давления для эффективного вращения лопастей на гидроэлектростанции.
Турбина Каплана.
В 1913 году австрийский профессор Виктор Каплан разработал эту турбину, сочетающую автоматически регулируемые лопасти пропеллера с автоматически регулируемыми калитками для достижения эффективности в широком диапазоне расхода и уровня воды. Ее также называют пропеллерной турбиной, и она развилась из турбины Френсиса. Она способна работать при низком напоре и высоком расходе очень эффективно, что невозможно для турбины Френсиса.
В этой статье рассматривается процедура работы, основные компоненты и ее применение.
Основные компоненты турбины Каплана
Основными частями турбины Каплана являются,
1. Спиральный корпус
Это спиральный тип корпуса, который имеет уменьшающуюся площадь поперечного сечения. Вода из пенштоков поступает в спиральный корпус и затем движется к направляющим лопаткам, где вода поворачивается на 90° и течет в осевом направлении через бегунок. Он защищает бегунок, направляющие лопатки и другие внутренние части турбины от внешних повреждений.
Основные компоненты турбины kaplan.
2. Механизм направляющих лопаток
Это единственная управляющая часть всей турбины, которая открывается и закрывается в зависимости от потребности в мощности. В случае, когда требуется большая мощность, он открывается шире, чтобы больше воды попадало на лопасти ротора, а когда требуется малая мощность, он закрывается, чтобы прекратить поток воды. Если направляющие лопатки отсутствуют, то турбина не может работать эффективно, и ее КПД снижается.
3. Черновая труба
Давление на выходе из хвостовой части реактивной турбины обычно меньше атмосферного. Вода на выходе не может быть непосредственно отведена в хвостовую часть. Для отвода воды с выхода турбины в хвостовую часть используется труба или трубка с постепенно увеличивающейся площадью. Эта труба с увеличивающейся площадью называется черновой трубой. Один конец трубы соединен с выходом турбины, а другой конец погружен ниже уровня воды в хвостовой части.
4. Лопасти бегуна
Сердцем компонента турбины kaplan являются лопатки бегуна, так как именно эта вращающаяся часть помогает в производстве электроэнергии. Ее вал соединен с валом генератора. Бегунок этой турбины имеет большой выступ, на котором закреплены лопатки, а лопатки бегунка регулируются на оптимальный угол атаки для получения максимальной мощности. Лопасти турбины Каплана закручиваются по всей длине.
Лопасти бегунка турбины Каплана.
Принцип работы турбины Каплана
Вода, поступающая из водохранилища, попадает в спиральный корпус. Корпус спирали имеет необходимую форму, чтобы давление потока не терялось. Направляющие лопатки направляют воду на лопатки бегуна. Лопасти регулируются и могут настраиваться в зависимости от скорости потока. Вода поворачивается на 90 градусов, поэтому направление воды осевое по отношению к лопастям бегуна.
Лопасти бегуна начинают вращаться при ударе воды под действием силы реакции воды. Лопасти бегуна закручиваются по всей длине, чтобы всегда иметь оптимальный угол атаки для всего сечения лопастей для достижения большей эффективности.
С лопастей бегунка вода попадает в вытяжную трубу, где ее энергия давления и кинетическая энергия уменьшаются. Кинетическая энергия преобразуется в энергию давления, что приводит к увеличению давления воды.
Вращение турбины используется для вращения вала генератора для производства электроэнергии.
Применение турбины Каплана
Недостатки турбины Каплана
Читайте далее:
- Турбина Френсиса – ее компоненты, работа и применение.
- Разница между турбинами Пельтона, Френсиса и Каплана.
- Факторы, влияющие на выбор гидравлической турбины.
- Турбина Пельтона – детали, работа и аспекты конструкции.
- Компоненты гидроэлектростанции и их функции.
- Прочность грунта на сдвиг с помощью испытания на сдвиг лопастью.
- Как выбрать электрогенератор для строительных площадок?.