Vienas iš elementų, dažniausiai naudojamų hidroelektrinei generuoti, yra Pranciškaus turbina. Tai yra turbokompresorius, kurį sukūrė Jamesas B. Francisas ir kuris veikia per reakciją ir mišrų srautą. Tai yra hidraulinės turbinos, galinčios suteikti platų šuolių ir srautų diapazoną ir veikiančios nuo dviejų metrų iki kelių šimtų metrų nuolydžiu.
Šiame straipsnyje mes jums pasakysime apie visas Pranciškaus turbinos savybes ir svarbą.
pagrindinės funkcijos
Šio tipo turbinos gali veikti nevienodu aukščiu, svyruojančiu nuo kelių metrų iki šimtų metrų. Tokiu būdu jis sukurtas taip, kad galėtų dirbti įvairiausiomis galvomis ir srautais. Dėka sukonstruotų didelio efektyvumo klijų ir jam naudojamų medžiagų šis modelis bus vienas iš labiausiai naudojamų pasaulyje. Pagrindinis jo panaudojimas yra hidroelektrinių elektros energijos gamybos sritis.
Hidroelektrinė, kaip žinome, yra atsinaujinančios energijos rūšis, kuri naudoja induose esantį vandenį elektros srovei generuoti. Šias turbinas projektuoti yra gana sunku ir brangu, tačiau jos gali veikti dešimtmečius. Todėl investicijos į pradines tokio tipo turbinų sąnaudas yra didesnės nei likusios. Tačiau tai verta, nes pradines investicijas galima susigrąžinti per pirmuosius kelerius metus. Kaip ir fotoelektros energija, kai naudojame saulės baterijas, kurių vidutinis naudojimo laikas yra 25 metai, investicijas galime atgauti per 10–15 metų naudojimo.
Pranciškaus turbina pasižymi hidrodinaminiu dizainu Tai garantuoja mums aukštą našumą dėl to, kad beveik nėra vandens nuostolių. Jie yra gana tvirtos išvaizdos ir turi mažas priežiūros išlaidas. Tai yra vienas iš naudingiausių šio tipo turbinų taškų, nes techninė priežiūra yra mažesnė ir tai sumažina bendras išlaidas. Pranciškaus turbinos, kurios aukštis didesnis nei 800 metrų, įrengti visiškai nerekomenduojama, nes yra per daug sunkio pokyčių. Taip pat nepatartina tokio tipo turbinos montuoti tose vietose, kur yra dideli srauto pokyčiai.
Kavitacija Pranciškaus turbinoje
Kavitacija yra svarbus aspektas, kurį turime nuolat kontroliuoti. Tai pasireiškiantis hidrodinaminis poveikis kai vandenyje, einančiame per turbinas, susidaro garo ertmės. Kaip ir vandens atveju, jis gali atsirasti su bet kokiu kitu skysčiu, kuris yra skystos būsenos ir per kurį jis veikė jėgas, kurios reaguoja į depresijos skirtumus. Šiuo atveju tai atsitinka, kai skystis dideliu greičiu praeina per aštrų kraštą, o tarp skysčių ir Bernoulli konstantos išsaugojimo vyksta dekompensacijos.
Gali atsitikti taip, kad skysčio garų slėgis yra toks, kad molekulės gali iškart pasikeisti, nes tai buvo garai, ir susidaro daug burbuliukų. Šie burbuliukai yra žinomi kaip ertmės. Čia atsiranda kavitacijos samprata.
Visi šie burbuliukai keliaukite į tas sritis, kur yra didesnis slėgis, į ten, kur yra mažesnis slėgis. Šios kelionės metu garai staiga grįžta į skystą būseną. Dėl to burbuliukai galiausiai sutraiškomi, vargina ir susidaro dujų takas, kuris ant kieto paviršiaus gamina daug energijos ir susidūrimo metu gali įtrūkti.
Visa tai verčia mus atsižvelgti į kavitaciją Pranciškaus turbinoje.
Pranciškaus turbinų dalys
Šio tipo turbinos turi skirtingas dalis ir kiekviena yra atsakinga už hidroelektrinės energijos garantavimą. Mes analizuosime kiekvieną iš šių dalių:
- Spiralinė kamera: Būtent Pranciškaus turbinos dalis yra atsakinga už tolygų skysčio paskirstymą sparnuotės įleidimo angoje. Ši spiralinė kamera yra sraigės formos ir dėl to, kad vidutinis skysčio greitis kiekviename jos taške turi likti pastovus. Tai yra priežastis, kodėl ji turi būti spiralės ir sraigės formos. Šios kameros skerspjūvis gali būti įvairus. Viena vertus, stačiakampis ir, kita vertus, apskritas, apskritas yra dažniausiai.
- Išankstinis platintojas: Tai yra šios turbinos dalis, kurią sudaro fiksuoti mentės. Šie peiliai atlieka vien struktūrinę funkciją. Jie padeda išlaikyti spiralės kameros struktūrą, kurią jau minėjome aukščiau, ir suteikia jai pakankamai standumo, kad galėtų palaikyti visą hidrodinaminę struktūrą ir sumažinti vandens nuostolius.
- Platintojas: šią dalį pastatė judantys kreipiamieji mentės. Šie elementai turi patogiai nukreipti vandenį link fiksuotų darbaračio arabų. Be to, šis skirstytuvas yra atsakingas už srauto, kuris leidžiamas einant per Pranciškaus turbiną, reguliavimą. Taip galima modifikuoti turbinos galią taip, kad ją reikėtų kuo labiau pritaikyti prie elektros tinklo apkrovos pokyčių. Tuo pačiu metu jis gali nukreipti skysčio srautą, kad pagerintų mašinos veikimą.
- Sparnuotė arba rotorius: tai Pranciškaus turbinos širdis. Taip yra todėl, kad čia vyksta energijos mainai tarp visos mašinos. Skysčio energija paprastai tuo momentu, kai jis praeina pro sparnuotę, yra kinetinės energijos, slėgio energijos ir potencialios energijos aukščio atžvilgiu suma. Turbina yra atsakinga už šios energijos pavertimą elektros energija. Darbaratis yra atsakingas už šios energijos perdavimą per veleną į elektros generatorių, kuriame atliekama ši galutinė konversija. Jis gali būti įvairių formų, atsižvelgiant į konkretų mašinos sukimosi apsisukimų skaičių.
- Siurbimo vamzdis: Tai dalis, kur skystis išeina iš turbinos. Šios dalies funkcija yra suteikti skysčiui tęstinumą ir atstatyti šuolį, kuris buvo prarastas patalpose, kurios yra virš išleidimo vandens lygio. Apskritai ši dalis yra pastatyta difuzoriaus pavidalu, kad sukurtų siurbimo efektą, kuris padėtų atgauti dalį energijos, kuri nebuvo paduota į rotorių.
Tikiuosi, kad turėdami šią informaciją galite sužinoti daugiau apie „Francis“ turbiną.