Турбина на Франсис

Турбина на Франсис

Един от елементите, най-използвани в световен мащаб за производството на водноелектрическа енергия, е Турбина на Франсис. Това е турбо машина, която е разработена от Джеймс Б. Франсис и работи чрез реакция и смесен поток. Те са хидравлични турбини, които могат да осигурят широк диапазон от скокове и скорости на потока и работят на склонове, вариращи от два метра до няколкостотин метра.

В тази статия ще ви разкажем за всички характеристики и значение на турбината на Франсис.

ключови характеристики

Части на турбината на Франсис

Този тип турбина може да работи на неравномерна височина, варираща от няколко метра до стотици метри. По този начин той е проектиран, за да може да работи в широк спектър от глави и потоци. Благодарение на високоефективното лепило, което се изгражда и използваните материали за него, този модел ще бъде един от най-използваните в света. Основното му използване е в областта на производството на електроенергия във водноелектрически централи.

Както знаем, водноелектрическата енергия е вид възобновяема енергия, която използва водата в контейнерите за генериране на електрически ток. Тези турбини са доста трудни и скъпи за проектиране, но могат да работят в продължение на десетилетия. Това прави инвестицията в първоначалната цена на този тип турбини по-висока от останалите. Заслужава си обаче, тъй като първоначалната инвестиция е в състояние да се изплати през първите няколко години. Както при фотоволтаичната енергия, в която използваме слънчеви панели със среден полезен живот 25 години, можем да възвърнем инвестицията през 10-15-годишната употреба.

Турбината на Francis се отличава с хидродинамичен дизайн, който Гарантира ни висока производителност поради факта, че почти няма загуби на вода. Те са доста здрави на външен вид и имат ниски разходи за поддръжка. Това е една от най-изгодните точки на този тип турбини, тъй като поддръжката е по-ниска и това намалява общите разходи. Монтирането на турбина на Франсис с височини над 800 метра изобщо не се препоръчва, тъй като има твърде много вариации в гравитацията. Също така не е препоръчително този тип турбина да се инсталира на места, където има големи вариации в потока.

Кавитация в турбината на Франсис

Производство на водноелектрическа енергия

Кавитацията е важен аспект, който трябва да контролираме по всяко време. Това е хидродинамичен ефект, който се появява когато се образуват пара кухини във водата, която преминава през турбините. Както при водата, това може да се случи с всяка друга течност, която е в течно състояние и чрез която е действала на сили, които реагират на разликите в депресията. В този случай това се случва, когато течността преминава с висока скорост през остър ръб и има декомпенсации между течностите и запазването на константата на Бернули.

Може да се случи, че парното налягане на течността е по такъв начин, че молекулите да могат да се променят незабавно тя е била пара и се образуват голям брой мехурчета. Тези мехурчета са известни като кухини. Оттук произлиза концепцията за кавитация.

Всички тези мехурчета пътувайте до райони, където има по-високо налягане до там, където има по-малко налягане. По време на това пътуване парите внезапно се връщат в течно състояние. Това води до това, че мехурчетата в крайна сметка се смачкват и осуетяват и образуват следа от газ, която произвежда голямо количество енергия върху твърдата повърхност и която може да се напука по време на удара.

Всичко това или ни кара да вземем предвид кавитацията в турбината на Франсис.

Части на турбината на Франсис

Характеристики на турбината на Франсис

Този тип турбини има различни части и всяка от тях отговаря за гарантирането на генерирането на водноелектрическа енергия. Ще анализираме всяка от тези части:

  • Спирална камера: Частта от турбината на Франсис е отговорна за равномерното разпределение на течността на входа на работното колело. Тази спирална камера има форма на охлюв и това е така, защото средната скорост на течността трябва да остане постоянна във всяка точка от нея. Това е причината тя да бъде във формата на спирала и охлюв. Напречното сечение на тази камера може да бъде от различен тип. От една страна, правоъгълна, а от друга кръгла, като кръговата е най-честата.
  • Предразпределител: Частта от тази турбина е изградена от неподвижни лопатки. Тези остриета имат чисто структурна функция. Те служат за поддържане на структурата на спиралната камера, която споменахме по-горе, и й придават достатъчна твърдост, за да може да поддържа цялата хидродинамична структура и да минимизира загубите на вода.
  • Дистрибутор: тази част е изградена от движещи се направляващи лопатки. Тези елементи трябва удобно да насочват водата към фиксираното работно колело на арабите. В допълнение, този разпределител отговаря за регулирането на потока, който е разрешен при преминаване през турбината на Франсис. Това е начинът, по който мощността на турбината може да бъде модифицирана, така че тя трябва да бъде коригирана възможно най-много спрямо вариациите на натоварване на електрическата мрежа. В същото време той е в състояние да насочва потока на течността, за да подобри производителността на машината.
  • Работно колело или ротор: това е сърцето на турбината на Франсис. Това е така, защото това е мястото, където се осъществява енергийният обмен между цялата машина. Енергията на флуида обикновено в момента, в който преминава през работното колело е сумата от кинетичната енергия, енергията, която налягането има и потенциалната енергия по отношение на височината. Турбината е отговорна за превръщането на тази енергия в електрическа. Работното колело е отговорно за предаването на тази енергия през вал към електрически генератор, където се извършва това окончателно преобразуване. Той може да има различни форми в зависимост от конкретния брой обороти, за които е предназначена машината.
  • Всмукателна тръба: Това е частта, в която течността излиза от турбината. Функцията на тази част е да даде непрекъснатост на флуида и да възстанови скока, който е загубен в съоръженията, които са над нивото на изходящата вода. По принцип тази част е изградена под формата на дифузер, така че да генерира смукателен ефект, който помага да се възстанови част от енергията, която не е доставена на ротора.

Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за турбината на Франсис.


Оставете вашия коментар

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

*

*

  1. Отговорен за данните: Мигел Анхел Гатон
  2. Предназначение на данните: Контрол на СПАМ, управление на коментари.
  3. Легитимация: Вашето съгласие
  4. Съобщаване на данните: Данните няма да бъдат съобщени на трети страни, освен по законово задължение.
  5. Съхранение на данни: База данни, хоствана от Occentus Networks (ЕС)
  6. Права: По всяко време можете да ограничите, възстановите и изтриете информацията си.