Një nga elementët më të përdorur globalisht për prodhimin e energjisë hidroelektrike është Turbinë Francis. Isshtë një makinë turbo që është zhvilluar nga James B. Francis dhe funksionon përmes reagimit dhe rrjedhës së përzier. Ato janë turbina hidraulike që janë të afta të japin një gamë të gjerë kërcimesh dhe shpejtësish rrjedhjeje dhe veprojnë në shpate që variojnë nga dy metra deri në disa qindra metra.
Në këtë artikull ne do t'ju tregojmë për të gjitha karakteristikat dhe rëndësinë e turbinës Francis.
tipare kryesore
Ky lloj turbine është i aftë të veprojë në lartësi të pabarabarta duke filluar nga disa metra në qindra metra. Në këtë mënyrë, ajo është krijuar për të qenë në gjendje të punojë në një gamë të gjerë të drejtimeve dhe rrjedhave. Falë ngjitësit me efikasitet të lartë që është ndërtuar dhe materialeve të përdorura për të, ky model do të jetë një nga më të përdorurit në botë. Përdorimi kryesor i tij është në fushën e gjenerimit të energjisë elektrike në hidrocentrale.
Energjia hidroelektrike, siç e dimë, është një lloj i energjisë së rinovueshme që përdor ujin e lartë në kontejnerë për të qenë në gjendje të gjenerojë një rrymë elektrike. Këto turbina janë mjaft të vështira dhe të kushtueshme për t'u instaluar, por mund të funksionojnë për dekada. Kjo e bën investimin në koston fillestare të këtij lloji të turbinave më të larta se pjesa tjetër. Sidoqoftë, ia vlen pasi investimi fillestar është në gjendje të paguajë në vitet e para. Ashtu si me energjinë fotovoltaike në të cilën ne përdorim panele diellore me një jetë mesatare të dobishme prej 25 vjetësh, ne mund të rimarrim investimin gjatë 10-15 viteve të përdorimit.
Turbina Francis përmban një dizajn hidrodinamik që Na garanton një performancë të lartë për faktin se vështirë se ka humbje të ujit. Ata janë mjaft të fortë në dukje dhe kanë një kosto të ulët mirëmbajtjeje. Kjo është një nga pikat më të favorshme të këtij lloji të turbinave pasi mirëmbajtja është më e ulët dhe ajo që ul kostot e përgjithshme. Instalimi i një turbine Francis me lartësi më të mëdha se 800 metra nuk rekomandohet aspak pasi ka shumë ndryshime në gravitet. As nuk këshillohet të instaloni këtë lloj turbine në vendet ku ka ndryshime të mëdha në rrjedhën.
Kavitacioni në turbinën Francis
Kavitacioni është një aspekt i rëndësishëm që ne duhet ta kontrollojmë në çdo kohë. Isshtë një efekt hidrodinamik që ndodh kur zgavrat e avullit gjenerohen brenda ujit që po kalon nëpër turbina. Ashtu si me ujin, ai mund të ndodhë me çdo lëng tjetër që është në gjendje të lëngët dhe përmes të cilit ai veproi mbi forcat që i përgjigjen ndryshimeve në depresion. Në këtë rast, kjo ndodh kur lëngu kalon me shpejtësi të lartë përmes një buze të mprehtë dhe ka dekompensime midis lëngjeve dhe ruajtjes së konstantës së Bernoulli.
Mund të ndodhë që presioni i avullit të lëngut të jetë në atë mënyrë që molekulat të ndryshojnë menjëherë pasi të ketë qenë avull dhe të formohen një numër i madh flluskash. Këto flluska njihen si zgavra. Këtu vjen nga koncepti i kavitacionit.
Të gjitha këto flluska udhëtoni në zona nga ku ka presion më të lartë deri atje ku ka më pak presion. Gjatë këtij udhëtimi, avulli papritmas kthehet në gjendje të lëngët. Kjo bën që flluskat të përfundojnë dërrmuese, zhgënjyese dhe prodhojnë një shteg gazi që prodhon një sasi të madhe energjie në sipërfaqen e ngurtë dhe që mund të çahet gjatë përplasjes.
E gjithë kjo ose na bën që të marrim parasysh kavitacionin në turbinën Francis.
Pjesët e turbinës Francis
Ky lloj i turbinave ka pjesë të ndryshme dhe secila prej tyre është e ngarkuar të garantojë prodhimin e energjisë hidroelektrike. Ne do të analizojmë secilën nga këto pjesë:
- Dhoma spirale: Shtë pjesa e turbinës Francis që është përgjegjëse për shpërndarjen e barabartë të lëngut në hyrjen e helikës. Kjo dhomë spirale ka një formë kërmilli dhe kjo ndodh sepse shpejtësia mesatare e lëngut duhet të mbetet konstante në secilën pikë të saj. Kjo është arsyeja pse duhet të jetë në formën e një spirale dhe kërmilli. Seksioni kryq i kësaj dhome mund të jetë i llojeve të ndryshme. Nga njëra anë, drejtkëndëshe dhe nga ana tjetër rrethore, qarkorja është më e shpeshta.
- Predistributor: Shtë pjesa e kësaj turbine që përbëhet nga tehe fikse. Këto tehe kanë një funksion thjesht strukturor. Ato shërbejnë për të ruajtur strukturën e dhomës spirale që kemi përmendur më lart dhe i japin asaj ngurtësi të mjaftueshme për të qenë në gjendje të mbështesë të gjithë strukturën hidrodinamike dhe të minimizojë humbjet e ujit.
- Shpërndarës: kjo pjesë është e ndërtuar nga tufa lëvizëse udhëzuese. Këta elementë duhet ta drejtojnë ujin në mënyrë të përshtatshme drejt arabëve që shtyhen. Përveç kësaj, ky shpërndarës është përgjegjës për rregullimin e rrjedhës që lejohet kur kalon përmes turbinës Francis. Kështu mund të modifikohet fuqia e turbinës në mënyrë që ajo të rregullohet sa më shumë që të jetë e mundur në variacionet e ngarkesës së rrjetit elektrik. Në të njëjtën kohë, ajo është e aftë të drejtojë rrjedhën e lëngut në mënyrë që të përmirësojë performancën e makinës.
- Shtytës ose rotor: është zemra e turbinës Francis. Kjo sepse është vendi ku ndodh shkëmbimi i energjisë midis tërë makinës. Energjia e lëngut normalisht në momentin që kalon në shtytës është shuma e energjisë kinetike, energjisë që ka presioni dhe energjisë potenciale në lidhje me lartësinë. Turbina është përgjegjëse për shndërrimin e kësaj energjie në energji elektrike. Shtytësi është përgjegjës për transmetimin e kësaj energjie përmes një boshti në një gjenerator elektrik ku kryhet ky shndërrim përfundimtar. Mund të ketë forma të ndryshme në varësi të numrit specifik të revolucionit për të cilin është krijuar makineria.
- Tub thithës: Shtë pjesa ku lëngu del nga turbina. Funksioni i kësaj pjese është t'i japë vazhdimësi lëngut dhe të rikuperojë kërcimin që ka humbur në objektet që janë mbi nivelin e ujit të daljes. Në përgjithësi, kjo pjesë është ndërtuar në formën e një difuzori në mënyrë që të gjenerojë një efekt thithjeje që ndihmon në rikuperimin e një pjese të energjisë që nuk është dorëzuar në rotor.
Shpresoj që me këtë informacion të mësoni më shumë rreth turbinës Francis.