Kaplan vs Francis Turbine
Voda, uvijek u pokretu, sa sobom nosi energiju. Ljudi su se oduvijek pitali silnoj moći te su je često koristili. Ali, tek nakon 19. stoljeća, inženjeri su razvili strojeve kako bi efikasno iskoristili tu energiju. Turbine su strojevi dizajnirani za hvatanje energije iz protoka fluida i pretvaranje u mehaničku energiju.
Francisova turbina i Kaplanova turbina dvije su vrste reakcijskih turbina koje se koriste u hidroelektranama za pogon generatora. To su najčešće vrste turbina koje se koriste u modernim elektranama.
Franje Turbine
Francisovu turbinu razvio je Englez James B. Francis 1849. dok je radio kao glavni inženjer tvrtke Locks and Canals. Turbina je dizajnirana za pogon tvorničkih tekstilnih strojeva pomoću rijeke u blizini. Koristeći znanstvene metode i eksperimentiranje uspio je razviti dizajn kako bi postigao do 90% učinkovitosti. Danas su Francisove turbine najčešće korištene turbine na svijetu.
Francisova turbina zatvorena je u kućište, a lopatice imaju posebna zakrivljena svojstva dizajnirana da postignu optimalne performanse turbine. Francisove turbine rade pod vodenom visinom od 10-650 metara, a generator koji pokreće turbina može dati izlaznu snagu do 750 MW. Turbine imaju raspon brzina od 80 do 100 okretaja u minuti.
Francisova turbina ima okomiti sklop vratila i vodoravno orijentirani sklop rotora, nazvan trkač, koji radi pod vodom. Ulaz vode je također okomit i upravljanim lopaticama usmjeren je prema trkaču. Trkač se okreće uglavnom zbog težine / pritiska vode.
Kaplanova turbina
Kaplanovu turbinu razvio je 1913. austrijski profesor Viktor Kaplan. Poznata je i pod nazivom propelerska turbina jer njen trkač podsjeća na propeler broda. Ima podesive noževe i vratare za prolaz kako bi se postigla optimalna učinkovitost u različitim uvjetima tlaka / glave. Stoga Kaplanova turbina može postići učinkovitost do 95% i raditi u uvjetima slabog tlaka što u Francisovim turbinama nije moguće.
U Kaplanovoj turbini također se pokretač pokreće pod pritiskom, a razina ulazne vode kontrolira se pomoću vodećih lopatica. Visina vode Kaplanove turbine kreće se od 10-70 metara, a snaga generatora može biti od 5-120 MW. Promjer trkača je oko 2-8 metara i isporučuje 80-430 okretaja u minuti. Budući da su Kaplanove turbine sposobne raditi u uvjetima slabog tlaka, koriste se u proizvodnji električne energije s velikim protokom i malim tlakom u cijelom svijetu.
Koja je razlika između Kaplana i Francisa Turbina?
• U Kaplanu voda turbine ulazi aksijalno i izlazi aksijalno, dok u Francisovoj vodi turbina ulazi u trkač radijalno i izlazi aksijalno.
• Kaplanova turbinska trkača ima 3-8 lopatica, dok Francisova turbinska trkačica ima 15-25 lopatica općenito.
• Kaplanova turbina ima veću učinkovitost od Francisove turbine.
• Kaplanova turbina je manja i kompaktnija u usporedbi s Francisovom turbinom.
• Brzina vrtnje (RPM) veća je od brzine Francisove turbine.
• Kaplanova turbina ima manje gubitke trenja i veću učinkovitost.
• Kaplanove turbine mogu raditi u širokom rasponu tlačnih uvjeta, ali Francisova turbina zahtijeva relativno veće pogonske uvjete.
• Kaplan turbine koriste se u malim hidroelektranama.
