जलविद्युत निर्मितीसाठी जागतिक स्तरावर सर्वाधिक वापरला जाणारा घटक आहे फ्रान्सिस टर्बाइन. हे एक टर्बो मशीन आहे जे जेम्स बी. फ्रान्सिसने विकसित केले होते आणि ते प्रतिक्रिया आणि मिश्र प्रवाहाद्वारे कार्य करते. ते हायड्रॉलिक टर्बाइन आहेत जे मोठ्या प्रमाणात उडी आणि प्रवाह दर देण्यास सक्षम आहेत आणि दोन मीटर ते अनेकशे मीटरपर्यंतच्या उतारांवर कार्य करतात.
या लेखात आम्ही आपल्याला फ्रान्सिस टर्बाइनची सर्व वैशिष्ट्ये आणि महत्त्व सांगणार आहोत.
मुख्य वैशिष्ट्ये
या प्रकारचे टर्बाइन बर्‍याच मीटरपासून शेकडो मीटर पर्यंत असमान उंचीवर कार्य करण्यास सक्षम आहे. अशा प्रकारे, हे वेगवेगळ्या डोके आणि प्रवाहामध्ये कार्य करण्यास सक्षम होण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. तयार केलेल्या उच्च कार्यक्षमतेच्या गोंद आणि त्याकरिता वापरल्या जाणार्‍या साहित्याबद्दल धन्यवाद, हे मॉडेल जगातील सर्वाधिक वापरले जाणारे एक असेल. त्याचा मुख्य उपयोग जलविद्युत प्रकल्पांमध्ये विद्युत उर्जा निर्मितीच्या क्षेत्रात होतो.
आपल्याला माहित आहे की जलविद्युत उर्जा एक प्रकारची नूतनीकरणयोग्य उर्जा आहे जी कंटेनरमधील पाण्याचा विद्युत प्रवाह तयार करण्यासाठी वापरते. या टर्बाइन्स स्थापित करण्यासाठी डिझाइन करणे बरेच अवघड आणि महाग आहे परंतु अनेक दशकांपासून ते कार्य करू शकते. यामुळे या प्रकारच्या टर्बाइनच्या प्रारंभिक किंमतीत उर्वरित गुंतवणूक जास्त होते. तथापि, प्रारंभिक गुंतवणूक पहिल्या काही वर्षांत वसूल करण्यास सक्षम असल्याने हे फायदेशीर आहे. फोटोव्होल्टिक उर्जा प्रमाणे ज्यामध्ये आम्ही सौर पटल वापरतो सरासरी 25 वर्षांच्या उपयुक्त जीवनासह, आम्ही 10-15 वर्षांच्या वापरात गुंतवणूक परत मिळवू शकतो.
फ्रान्सिस टर्बाइनमध्ये हायड्रोडायनामिक डिझाइन आहे पाण्याचे फारच कमी नुकसान झाले आहे या वस्तुस्थितीमुळे ते आमच्या उच्च कामगिरीची हमी देते. ते दिसण्यात खूपच मजबूत आहेत आणि त्यांची देखभाल कमी आहे. देखभाल कमी असल्याने आणि सामान्य खर्च कमी केल्यामुळे या प्रकारच्या टर्बाइनपैकी हा सर्वात फायदेशीर मुद्दा आहे. गुरुत्वाकर्षणामध्ये बरेच फरक असल्याने 800 मीटरपेक्षा जास्त उंची असलेल्या फ्रान्सिस टर्बाइनची स्थापना करण्याची शिफारस केलेली नाही. किंवा ज्या ठिकाणी प्रवाहात मोठ्या प्रमाणात फरक आहे अशा ठिकाणी या प्रकारचे टर्बाइन स्थापित करण्याचा सल्ला दिला जात नाही.
फ्रान्सिस टर्बाइनमधील पोकळ्या निर्माण होणे
पोकळ्या निर्माण होणे ही एक महत्वाची बाजू आहे जी आपण नेहमी नियंत्रित केली पाहिजे. हा हायड्रोडायनामिक प्रभाव आहे जेव्हा टर्बाइनमधून जात असलेल्या पाण्यात स्टीम पोकळी निर्माण होतात. पाण्याप्रमाणेच हे द्रव स्थितीत असलेल्या कोणत्याही इतर द्रवपदार्थासह उद्भवू शकते आणि ज्याद्वारे त्याने औदासिन्यामधील मतभेदांना प्रतिसाद देणार्‍या सैन्यावर कार्य केले. अशा परिस्थितीत, जेव्हा द्रुतपदार्थाचा वेग वेगवान काठावरुन जातो आणि द्रवपदार्थ आणि बर्नौली स्थिरतेचे संवर्धन दरम्यान विघटन होते तेव्हा असे होते.
हे असे होऊ शकते की द्रव वाष्प दाब अशा प्रकारे आहे की रेणू लगेच बदलू शकतात ते वाष्प होते आणि मोठ्या प्रमाणात फुगे तयार होतात. हे फुगे पोकळी म्हणून ओळखले जातात. येथून पोकळ्या निर्माण करण्याची संकल्पना येते.
हे सर्व फुगे ज्या ठिकाणी जास्त दबाव आहे अशा ठिकाणी प्रवास करा जेथे कमी दबाव असेल. या प्रवासादरम्यान, वाफ अचानक द्रव स्थितीत परत येतो. यामुळे बुडबुडे चिरडणे आणि निराश होणे आणि गॅस ट्रेल तयार करण्यास कारणीभूत ठरतात ज्यामुळे घन पृष्ठभागावर मोठ्या प्रमाणात उर्जा तयार होते आणि ते टक्करदरम्यान क्रॅक होऊ शकते.
या सर्व गोष्टींमुळे आम्हाला फ्रान्सिस टर्बाइनमध्ये पोकळ्या निर्माण होणे आवश्यक आहे.
फ्रान्सिस टर्बाईन भाग
या प्रकारच्या टर्बाइन्सचे वेगवेगळे भाग आहेत आणि प्रत्येकजण जलविद्युत निर्मितीच्या हमीचा प्रभार आहे. आम्ही या प्रत्येक भागाचे विश्लेषण करणार आहोतः
- आवर्तन कक्ष: हे फ्रान्सिस टर्बाईनचा एक भाग आहे जो इम्पाइलरच्या इनलेटवर द्रव समान प्रमाणात वितरीत करण्यास जबाबदार आहे. या आवर्त चेंबरमध्ये गोगलगाईचे आकार आहे आणि ते त्या द्रव्याची सरासरी वेग त्याच्या प्रत्येक बिंदूवर स्थिर राहिले पाहिजे या कारणामुळे आहे. हेच कारण आहे की ते आवर्त आणि गोगलगायच्या आकारात असले पाहिजे. या चेंबरचा क्रॉस सेक्शन विविध प्रकारचे असू शकतो. एकीकडे, आयताकृती आणि दुसर्‍या परिपत्रकात, परिपत्रक सर्वात वारंवार होते.
- पूर्वनिर्धारक: हा या टरबाईनचा एक भाग आहे जो निश्चित ब्लेडने बनलेला आहे. या ब्लेडचे पूर्णपणे रचनात्मक कार्य असते. आम्ही वर नमूद केलेल्या सर्पिल चेंबरची रचना राखण्यासाठी ते काम करतात आणि संपूर्ण हायड्रोडायनामिक संरचनेचे समर्थन करण्यास सक्षम होण्यासाठी आणि पाण्याचे नुकसान कमी करण्यासाठी पुरेसे कठोरपणा देतात.
- वितरक: हा भाग हलवून मार्गदर्शक व्हॅनने बनविला आहे. या घटकांनी निश्चिंतपणे प्रवृत्त करणारा अरबकडे पाणी सोयीस्करपणे निर्देशित केले पाहिजे. याव्यतिरिक्त, हे वितरक फ्रान्सिस टर्बाइनमधून जात असताना परवानगी दिलेल्या प्रवाहावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी जबाबदार आहे. अशाप्रकारे टर्बाइनची शक्ती सुधारली जाऊ शकते जेणेकरून विद्युत नेटवर्कच्या लोड बदलांमध्ये ते शक्य तितके समायोजित करावे लागेल. त्याच वेळी, मशीनची कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी ते द्रवपदार्थाचा प्रवाह निर्देशित करण्यास सक्षम आहे.
- इम्पेलर किंवा रोटरः हे फ्रान्सिस टर्बाइनचे हृदय आहे. हे संपूर्ण मशीन दरम्यान ऊर्जा विनिमय होते जेथे जागा आहे कारण हे आहे. द्रवपदार्थाची उर्जा साधारणपणे प्रक्षेपकातून जाण्याच्या क्षणी ती गतीशील उर्जा, दाब असलेली उर्जा आणि उंचीच्या संदर्भात संभाव्य उर्जा यांचा योग आहे. या उर्जाला विद्युत उर्जेमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी टर्बाइन जबाबदार आहे. इंपेलर ही ऊर्जा एका शाफ्टद्वारे विद्युत जनरेटरकडे पाठविते जिथे हे अंतिम रूपांतरण केले जाते. यात मशीनचे डिझाइन केलेल्या क्रांतीची विशिष्ट संख्या यावर अवलंबून त्याचे विविध प्रकार असू शकतात.
- सक्शन ट्यूब: हा भाग आहे जेथे टर्बाइनमधून द्रव बाहेर पडतो. या भागाचे कार्य द्रवपदार्थाला सातत्य देणे आणि आउटलेट वॉटर लेव्हलच्या वरील सुविधांमध्ये गमावलेली उडी परत मिळविणे आहे. सर्वसाधारणपणे, हा भाग डिफ्यूझरच्या रूपात तयार केला आहे जेणेकरून तो एक सक्शन प्रभाव निर्माण करतो जो रोटरला वितरित न झालेल्या उर्जेचा काही भाग पुनर्प्राप्त करण्यास मदत करतो.
मला आशा आहे की या माहितीसह आपण फ्रान्सिस टर्बाइनबद्दल अधिक जाणून घेऊ शकता.