سه شنبه , مهر 23 1398
خانه / مهندسی / توربین های آبی
توربین آبی

توربین های آبی

نام توربین در سال ۱۸۲۴ میلادی در یک مقاله علمی توسط یک مهندس فرانسوی با نام بوردین مطرح شد. در سال ۱۸۲۷ میلادی اولین توربین واقعی ساخته شد . توربینی با قطر چرخ ۵۰۰ میلیمتر که قادر به تولید توانی در حدود ۲۰ تا ۳۰ کیلووات بود. توربین های آبی در نیروگاه های آبی جهت تولید انرژی الکتریکی بکار می روند. از نظر صنعتی می توان گفت که در مقایسه با سایر ماشین ها، توربین های آبی دارای بالاترین راندمان و قدرت تولیدی برحسب کیلووات در هر واحد می باشند. و یکی از بهترین نوع انرژی های پاک می باشند .

توربین های آبی از لحاظ نوع جریان آب به چند نوع کاپلان ، پروپلر ، فرانسیس و پلتون تقسیم می‌شوند.

در ادامه انواع توربین آبی را بررسی می‌کنیم .


توربین کاپلان (Kaplan Turbine)


توربین کاپلان اساسا برای سدهای با ارتفاع کم بوده و بنابراین نیاز به مقدار زیادی آب برای چرخش دارد. این توربین واکنشی است دارای مکانیزم ورود و جمع آوری آب می باشد ر توربین کاپلان ورود آب به صورت محوری به پره ها می خورد.
   در توربین کاپلان تنها 3 الی 6 پره وجود دارد که باعث کاهش مقاومت اصطکاک می شود. توربین کاپلان معمولا دارای کانال های ورودی و خروجی آب است. چون ارتفاع سد کم است نیاز به مقدار متناهی آب برای چرخش توربین است.
برای هدایت مقدار زیاد آب به قسمت محرک توربین دیواره های پوشش مارپیچ که در تماس با پره های هدایت کننده هستند به صورت دو دیوار منحنی شکل ساخته می شوند. راندمان توربین کاپلان در تمامی حالات 90 درصد می باشد.


توربین پروپلر  (Propeller Turbine)


   این توربین طوری طراحی شده است که محرک آن با آب به صورت محوری در تماس بوده و در آن زاویه پره ها در هنگام حرکت تغییر نمی یابد. ساختمان قسمت محرک آن طوری است که پره ها به صورت قالب بر روی یک توپی مستقر شده اند. راندمان این توربین در بار کامل 92 % و در نصف بار کامل 65 % است.

توربین فرانسیس  (Francis Turbine)

توربین فرانسیس یک توربین واکنشی است یعنی این توربین از کل ارتفاع قابل دسترسی قسمتی را به صورت انرژی فشاری و قسمتی را به صورت انرژی جنبشی استفاده می کند. این توربین برای سد با ارتفاع متوسط استفاده می شود . بازده توربین های فرانسیس در ماکزیمم آب ذخیره شده، 75 درصد بازده توربین های پلتن است.

 به دلیل این که توربین فرانسیس برای سرعت های بالا طراحی می شود، در نتیجه ابعاد و وزن آن ها کمتر خواهد بود.

توربین چرخ پِلتُن(Pelton Turbine)

این توربین برای سد با ارتفاع زیاد مناسب می باشد. این توربین آبی شامل دو توری است که در اطراف آن محفظه های سطحی قرار گرفته است و برای به حرکت درآوردن توربین و ایجاد انرژی جنبشی در آن نیاز به تزریق آب با فشار زیاد به سطل ها می باشد.

سطل ها از وسط به دو نیم مجزا هستند و آب پس از برخورد به مرکز آن به اطراف حرکت نموده و با مقدار 10 الی 15 در صد سرعت اولیه به مسیر برگشتی آب منتقل می شود. برای بهره برداری بهینه از انرژی آب لازم است تا سرعت خروجی آب در حداقل مقدار ممکن باشد. به منظور افزایش قدرت توربین، مسیرهای کمکی دیگر در اطراف محیط چرخ توربین قرار می‌گیرد.

Sending
User Review
5 (1 vote)
Comments Rating 0 (0 reviews)

همچنین ببینید

پرواز با لباس پرواز wingsuit

لباس پرواز

پرواز شاید آرزوی خیلی ها باشد اما قطعا کار هر کسی نیست؛ هر کسی دل …

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Sending