Rozdiel medzi Kaplan a Francis Turbine

Kaplan vs Francis Turbine
 

Voda, vždy v pohybe, so sebou nesie energiu. Ľudia sa vždy pýtali na jeho obrovskú moc a často ju využívali. Ale až po 19. storočí inžinieri vyvinuli strojové zariadenie na efektívne využívanie tejto energie. Turbíny sú stroje určené na zachytávanie energie z prúdu tekutiny a jej premenu na mechanickú energiu.

Francisova turbína a Kaplanova turbína sú dva typy reakčných turbín používaných vo vodných elektrárňach na pohon generátora. Sú to najbežnejšie typy turbín, ktoré sa používajú v moderných elektrárňach.

Francis Turbine

Francisova turbína bola vyvinutá Angličanom Jamesom B. Francisom v roku 1849, keď pracoval ako hlavný inžinier spoločnosti Locks and Canals Company. Turbína bola navrhnutá na poháňanie textilných tovární pomocou rieky v blízkosti. Pomocou vedeckých metód a experimentov bol schopný vyvinúť dizajn tak, aby dosiahol účinnosť až 90%. Francisove turbíny sú dnes najpoužívanejšími turbínami na svete.

Francisova turbína je uzavretá v skrini a lopatky majú špeciálne zakrivené prvky určené na získanie optimálneho výkonu z turbíny. Francisove turbíny pracujú pod vodnou hladinou 10 až 650 metrov a generátor poháňaný turbínou môže mať výkon až 750 MW. Turbíny majú rýchlostný rozsah od 80 do 100 otáčok za minútu.

Francisova turbína má zvislú šachtovú zostavu a vodorovne orientovanú rotorovú zostavu nazývanú bežec, ktorý pracuje pod vodou. Prívod vody je tiež zvislý a je nasmerovaný k jazdci pomocou ovládateľných vodiacich lopatiek. Bežec sa točí hlavne kvôli hmotnosti / tlaku vody.

Kaplanova turbína

Kaplanovu turbínu vyvinul v roku 1913 rakúsky profesor Viktor Kaplan. Je tiež známy ako vrtuľová turbína pretože jeho bežec sa podobá vrtule lode. Má nastaviteľné čepele a bránky, aby sa dosiahla optimálna účinnosť v rôznych podmienkach tlaku / hlavy. Kaplanova turbína preto môže získať účinnosť až 95% a môže pracovať pri nízkej výške hlavy, čo nie je možné vo Francisových turbínach.

V Kaplanovej turbíne je jazdec poháňaný tlakom a hladina vstupnej vody je riadená vodiacimi lopatkami. Vodná výška kaplanovej turbíny sa pohybuje od 10 do 70 metrov a výstupný výkon generátora môže byť od 5 do 120 MW. Priemer bežec je asi 2-8 metrov a poskytuje 80-430 otáčok za minútu. Pretože Kaplanove turbíny sú schopné prevádzky pri nízkych výškach, používajú sa pri výrobe elektrickej energie s nízkym prúdom a nízkym prúdom po celom svete. 

Aký je rozdiel medzi Kaplan a Francis Turbines?

• V Kaplanovej turbíne vstupuje voda axiálne a axiálne opúšťa vodu, zatiaľ čo vo Francisovej turbíne voda vstupuje radiálne a axiálne vystupuje.

• Žrebec s turbínou Kaplan má 3 až 8 lopatiek, zatiaľ čo bežca Francisovej turbíny má vo všeobecnosti 15 až 25 lopatiek.

• Kaplanova turbína má vyššiu účinnosť ako Francisova turbína.

• Kaplanova turbína je v porovnaní s Francisovou turbínou menšia a kompaktnejšia.

• Rýchlosť otáčania (RPM) je vyššia ako rýchlosť Francisovej turbíny.

• Kaplanova turbína má menšie straty trením a vyššiu účinnosť.

• Kaplanove turbíny môžu pracovať v širokom rozsahu podmienok hlavy, ale Francisova turbína vyžaduje relatívne vyššie podmienky hlavy.

• Kaplanove turbíny sa používajú v malých vodných elektrárňach.