توربین فرانسیس

توربین فرانسیس

یکی از عناصری که در جهان برای تولید انرژی برق آبی بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد ، عناصر موجود در آن است توربین فرانسیس. این یک ماشین توربو است که توسط جیمز بی فرانسیس ساخته شده و از طریق واکنش و جریان مختلط کار می کند. آنها توربین های هیدرولیکی هستند که قادر به ارائه طیف وسیعی از جهش و سرعت جریان هستند و در دامنه هایی از دو متر تا چند صد متر کار می کنند.

در این مقاله قصد داریم در مورد تمام خصوصیات و اهمیت توربین فرانسیس به شما بگوییم.

ویژگی های کلیدی

قطعات توربین فرانسیس

این نوع توربین قادر به کار در ارتفاعات ناهموار از چند متر تا صدها متر است. به این ترتیب طوری طراحی شده است که می تواند در طیف گسترده ای از سرها و جریان ها کار کند. به لطف چسب با بازدهی بالا که ساخته شده و مواد استفاده شده برای آن ، این مدل یکی از پر کاربردترین ها در جهان خواهد بود. کاربرد اصلی آن در زمینه تولید برق در نیروگاه های برق آبی است.

همانطور که می دانیم ، انرژی برق آبی نوعی انرژی تجدید پذیر است که از آب موجود در ظروف برای تولید جریان الکتریکی استفاده می کند. طراحی این توربین ها بسیار دشوار و گران است اما می تواند برای دهه ها کار کند. این باعث می شود که سرمایه گذاری در هزینه اولیه این نوع توربین ها بیشتر از بقیه باشد. با این حال ارزش آن را دارد زیرا سرمایه اولیه در چند سال اول قابل بازیابی است. همانند انرژی فتوولتائیک که در آن از صفحات خورشیدی با عمر مفید متوسط ​​25 سال استفاده می کنیم ، می توانیم سرمایه گذاری را طی 10-15 سال استفاده از آن بازیابی کنیم.

توربین فرانسیس دارای طراحی هیدرودینامیکی است این عملکرد بالا را به ما تضمین می کند به دلیل اینکه به سختی تلفات آب وجود دارد. از نظر ظاهری کاملاً مقاوم بوده و هزینه نگهداری کمی نیز دارند. این یکی از سودمندترین نقاط این نوع توربین ها است زیرا تعمیر و نگهداری کمتر است و باعث کاهش هزینه های عمومی می شود. نصب توربین فرانسیس با ارتفاعات بیشتر از 800 متر به هیچ وجه توصیه نمی شود زیرا تغییرات زیادی در گرانش وجود دارد. همچنین نصب این نوع توربین در مکانهایی که تغییرات زیادی در جریان وجود دارد توصیه نمی شود.

حفره در توربین فرانسیس

تولید برق آبی

حفره حفره جنبه مهمی است که ما باید همیشه آن را کنترل کنیم. این یک اثر هیدرودینامیکی است که رخ می دهد هنگامی که حفره های بخار در آب عبوری از توربین ها ایجاد می شوند. مانند آب ، این می تواند با هر مایع دیگری که در حالت مایع است و از طریق آن بر روی نیروهایی که به تفاوت در افسردگی پاسخ می دهند ، ایجاد شود. در این حالت ، این اتفاق می افتد که مایع با سرعت زیادی از یک لبه تیز عبور کند و بین مایعات و حفظ ثابت برنولی جبران شود.

ممکن است فشار بخار مایع به گونه ای باشد که بتواند بلافاصله مولکول ها بخار شود و تعداد زیادی حباب تشکیل شود. این حباب ها به عنوان حفره شناخته می شوند. اینجاست که مفهوم کاویتاسیون ایجاد می شود.

همه این حباب ها به مناطقی سفر کنید که از آنجا فشار بیشتری وجود دارد تا جایی که فشار کمتری وجود دارد. در طی این سفر ، بخار ناگهان به حالت مایع برمی گردد. این باعث می شود که حباب ها خرد شده و ناامید کننده باشند و یک رد گاز تولید کنند که مقدار زیادی انرژی روی سطح جامد تولید می کند و در هنگام برخورد می تواند ترک بخورد.

همه اینها باعث می شود که ما مجبور شویم از کاویتاسیون در توربین فرانسیس استفاده کنیم.

قطعات توربین فرانسیس

مشخصات توربین فرانسیس

این نوع توربین ها قسمتهای مختلفی دارند و هر یک وظیفه تضمین تولید انرژی برق آبی را بر عهده دارند. ما می خواهیم هر یک از این قسمت ها را تجزیه و تحلیل کنیم:

  • اتاق مارپیچ: این بخشی از توربین فرانسیس است که وظیفه توزیع یکنواخت مایعات را در ورودی پروانه دارد. این محفظه مارپیچی شکل حلزون دارد و به این دلیل است که سرعت متوسط ​​مایع باید در هر نقطه از آن ثابت بماند. به همین دلیل است که باید به شکل مارپیچ و حلزون باشد. سطح مقطع این محفظه می تواند انواع مختلفی داشته باشد. از یک طرف ، مستطیل و از سوی دیگر دایره ، بیشترین دایره است.
  • توزیع کننده: بخشی از این توربین است که از تیغه های ثابت تشکیل شده است. این تیغه ها عملکرد کاملاً ساختاری دارند. آنها برای حفظ ساختار محفظه مارپیچی که در بالا ذکر کردیم کار می کنند و به آن صلبیت کافی می دهند تا بتواند از کل ساختار هیدرودینامیکی پشتیبانی کند و تلفات آب را به حداقل برساند.
  • پخش کننده: این قسمت توسط پره های راهنمای متحرک ساخته شده است. این عناصر باید آب را به راحتی به سمت اعراب پروانه ای که ثابت هستند هدایت کنند. علاوه بر این ، این توزیع کننده وظیفه تنظیم جریان را دارد که هنگام عبور از توربین فرانسیس مجاز است. بدین ترتیب می توان توان توربین را تغییر داد تا جایی که ممکن است تا حد امکان با تغییرات بار شبکه الکتریکی تنظیم شود. در عین حال ، توانایی هدایت جریان سیال به منظور بهبود عملکرد دستگاه را دارد.
  • پروانه یا روتور: این قلب توربین فرانسیس است. دلیل آن این است که مکانی است که تبادل انرژی بین کل ماشین انجام می شود. انرژی سیال به طور معمول در لحظه عبور از پروانه ، مجموع انرژی جنبشی ، انرژی موجود در فشار و انرژی پتانسیل نسبت به ارتفاع است. توربین وظیفه تبدیل این انرژی به انرژی الکتریکی را دارد. پروانه وظیفه انتقال این انرژی را از طریق شافت به یک ژنراتور الکتریکی که در آن این تبدیل نهایی انجام می شود ، دارد. بسته به تعداد خاصی از دور چرخشی که ماشین طراحی کرده است ، می تواند اشکال مختلفی داشته باشد.
  • لوله مکش: این بخشی است که مایع از توربین خارج می شود. عملکرد این قسمت این است که به سیال پیوستگی داده و جهشی را که در تأسیسات بالاتر از سطح آب خروجی از دست رفته است ، بازیابی کند. به طور کلی ، این قسمت به صورت پخش کننده ساخته شده است به طوری که یک اثر مکش ایجاد می کند که به بازیابی بخشی از انرژی تحویل داده نشده به روتور کمک می کند.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید در مورد توربین فرانسیس اطلاعات بیشتری کسب کنید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.