Фрэнсис турбина

Гидроэлектр энергиясын өндүрүү үчүн глобалдык түрдө эң көп колдонулган элементтердин бири Фрэнсис турбина. Бул Джеймс Б.Френсис тарабынан иштелип чыккан жана реакция жана аралаш агым аркылуу иштеген турбо машина. Алар гидротурбиналар, алар секириктерди жана ылдамдыктын ар кандай түрлөрүн бере алышат жана эки метрден бир нече жүз метрге чейинки эңиштерде иштешет.

Бул макалада биз Фрэнсис турбинасынын бардык мүнөздөмөлөрү жана маанилүүлүгү жөнүндө айтып бермекчибиз.

негизги өзгөчөлүктөр

Турбинанын бул түрү бир нече метрден жүздөгөн метрге чейинки бирдей эмес бийиктикте иштөөгө жөндөмдүү. Ушундайча, ал ар кандай баштарда жана агымдарда иштей алгыдай кылып иштелип чыккан. Курулган жогорку эффективдүү желимдин жана ага керектелген материалдардын жардамы менен, бул модель дүйнөдө эң көп колдонулган моделдердин бири болуп калат. Анын негизги колдонулушу гидроэлектростанцияларда электр энергиясын өндүрүү жаатында.

Гидроэлектроэнергия, белгилүү болгондой, контейнерлердеги сууну электр тогун пайда кылууга жумшаган, жаңылануучу энергия түрү. Бул турбиналарды орнотуу бир топ татаал жана кымбат, бирок ондогон жылдар бою иштей алат. Бул турбиналардын ушул типтеги баштапкы наркына жумшалган каражатты башкаларга караганда жогору кылат. Бирок, алгачкы инвестициялар алгачкы бир нече жылда калыбына келтириле тургандыктан, буга татыктуу. Фотоэлектрдик энергиядагыдай эле, бизде күн батареяларын орточо пайдалануу мөөнөтү 25 жыл, биз 10-15 жыл пайдаланган учурда инвестициябызды калыбына келтире алабыз.

Фрэнсис турбинасында гидродинамикалык долбоор бар Суунун жоготуулары дээрлик жок болгондуктан, бул бизге жогорку көрсөткүчтү кепилдейт. Алар сырткы көрүнүшү боюнча кыйла бекем жана тейлөө чыгымдары төмөн. Бул турбиналардын түрлөрүнүн эң пайдалуу пункттарынын бири, себеби техникалык тейлөө төмөн жана жалпы чыгымдарды кыскартат. Бийиктиги 800 метрден ашкан Фрэнсис турбинасын орнотуу таптакыр сунушталбайт, анткени тартылуу күчү өтө эле көп. Ошондой эле, турбинанын бул түрүн агымынын чоң өзгөрүүлөрү бар жерлерге орнотуу максатка ылайыктуу эмес.

Фрэнсис турбинасындагы кавитация

Кавитация - бул ар дайым көзөмөлдөп турушубуз керек болгон маанилүү аспект. Бул пайда болгон гидродинамикалык эффект турбиналар аркылуу өтүп жаткан суунун ичинде буу боштуктары пайда болгондо. Суудагыдай эле, суюк абалда болгон жана ал аркылуу депрессиянын айырмачылыгына жооп берген күчтөрдүн таасиринде болгон башка суюктуктарда да болушу мүмкүн. Бул учурда, суюктук катуу ылдамдыкта кескин уч аркылуу өткөндө жана суюктуктардын ортосунда декомпенсациялар болуп, Бернулли константасынын сакталышы болот.

Суюктуктун буу басымы молекулалар заматта өзгөрүп кетиши мүмкүн болгондуктан, ал буу болуп, көп сандагы көбүкчөлөр пайда болот. Бул көбүкчөлөр көңдөй деп аталат. Ушул жерден кавитация түшүнүгү келип чыгат.

Бардык бул көбүкчөлөр басым жогору болгон жерлерден кысым аз болгон жерлерге баруу. Бул сапар учурунда буу капысынан суюк абалга кайтып келет. Натыйжада, көбүкчөлөр талкаланып, түңүлүп, катуу жер бетинде көп энергия өндүрүп, кагылышуу учурунда жарака кете турган газ изин пайда кылат.

Мунун бардыгы бизди Фрэнсис турбинасындагы кавитацияны эске алууга мажбур кылат.

Фрэнсис турбинасынын бөлүктөрү

Бул турбиналардын ар кандай бөлүктөрү бар жана алардын ар бири гидроэлектр энергиясын иштеп чыгууга кепилдик берет. Биз бул бөлүктөрдүн ар бирин талдап чыкканы жатабыз:

• Спираль камерасы: Бул Фрэнсис турбинасынын дөңгөлөктүн кире беришиндеги суюктукту бирдей бөлүштүрүүгө жооптуу бөлүгү. Бул спираль камера үлүл формасына ээ жана суюктуктун орточо ылдамдыгы анын ар бир чекитинде туруктуу бойдон калышы керек. Анын спираль жана үлүл формасында болушунун себеби ушул. Бул камеранын кесилиши ар кандай типте болушу мүмкүн. Бир жагынан, тик бурчтуу, экинчи жагынан тегерек, тегерек формасы эң көп кездешет.
• Таркатуучу: Бул турбинанын туруктуу бычактардан турган бөлүгү. Бул бычактар ​​толугу менен структуралык милдетти аткарышат. Алар жогоруда биз айткан спираль камеранын түзүлүшүн сактап калуу үчүн кызмат кылышат жана гидродинамикалык структураны толугу менен көтөрүп, суунун жоготууларын минималдаштыруу үчүн жетиштүү катуулук берет.
• Таркатуучу: бул бөлүк кыймылдаткыч канаттар менен курулган. Бул элементтер сууну оңолгон арабанын дөңгөлөгүнө багытташы керек. Мындан тышкары, бул дистрибьютор Фрэнсис турбинасынан өткөндө уруксат берилген агымды жөнгө салат. Турбинанын кубатын электр тармагынын жүктөмдүн өзгөрүүсүнө жараша мүмкүн болушунча тууралап туруу үчүн ушундайча өзгөртүүгө болот. Ошол эле учурда, ал машинанын иштешин жакшыртуу максатында суюктуктун агымын багыттоого жөндөмдүү.
• Жумушчу же ротор: ал Фрэнсис турбинасынын жүрөгү. Себеби ал жерде бүтүндөй машинанын ортосунда энергия алмашуу жүрөт. Адатта, суюктуктун дөңгөлөктөн өткөн учурдагы энергиясы кинетикалык энергиянын, басымдын энергиясынын жана бийиктикке карата потенциалдык энергиясынын суммасы. Турбина бул энергияны электр энергиясына айландырууга жооптуу. Жумушчу дөңгөлөк бул энергияны шахта аркылуу электр генераторуна өткөрүп берүү милдетин аткарат, ал жерде акыркы конверсия жүргүзүлөт. Ал машина иштелип чыккан белгилүү бир төңкөрүш санына жараша ар кандай формада болушу мүмкүн.
• Соруучу түтүк: Бул суюктуктун турбинадан чыккан бөлүгү. Бул бөлүктүн милдети - суюктукка үзгүлтүксүздүктү берүү жана чыгуучу суунун деңгээлинен жогору турган жайларда жоголгон секирикти калыбына келтирүү. Жалпысынан алганда, бул бөлүк диффузор түрүндө курулган, демек, ал роторго жеткирилбеген энергиянын бир бөлүгүн калыбына келтирүүгө жардам берет.

Бул маалымат менен сиз Фрэнсис турбинасы жөнүндө көбүрөөк биле аласыз деп ишенем.