Կապլան vs Francis Turbine
Ջուրը, միշտ շարժման մեջ, իր հետ էներգիա է կրում։ Մարդիկ միշտ զարմացել են դրա ահռելի ուժի վրա և հաճախ օգտվել են այդ ուժից: Սակայն միայն 19-րդ դարի սկզբին ինժեներները ստեղծեցին մեքենաներ այս էներգիան արդյունավետորեն օգտագործելու համար: Տուրբիններն այն մեքենաներն են, որոնք նախատեսված են հեղուկի հոսքից ստացվող էներգիան գրավելու և այն մեխանիկական էներգիայի վերածելու համար:
Ֆրենսիս տուրբինը և Կապլանի տուրբինները երկու տեսակի ռեակցիոն տուրբիններ են, որոնք օգտագործվում են հիդրոէլեկտրակայաններում՝ գեներատորը վարելու համար: Դրանք տուրբինների ամենատարածված տեսակներն են, որոնք օգտագործվում են ժամանակակից էլեկտրակայաններում:
Ֆրենսիս Տուրբին
Ֆրենսիս տուրբինը մշակվել է անգլիացի Ջեյմս Բ. Ֆրենսիսի կողմից 1849 թվականին՝ աշխատելով որպես Locks and Canals ընկերության գլխավոր ինժեներ: Տուրբինը նախատեսված էր տեքստիլ գործարանի մեքենաների սնուցման համար՝ օգտագործելով մոտակա գետը։ Օգտագործելով գիտական մեթոդներ և փորձեր, նա կարողացավ մշակել դիզայնը մինչև 90% արդյունավետության հասնելու համար: Այսօր Ֆրենսիս տուրբիններն աշխարհում ամենաշատ օգտագործվող տուրբիններն են։
Ֆրենսիս տուրբինը պարփակված է պատյանով, և շեղբերն ունեն հատուկ կոր առանձնահատկություններ, որոնք նախատեսված են տուրբինից օպտիմալ արդյունավետություն ձեռք բերելու համար: Ֆրենսիսի տուրբինները գործում են 10-650 մետր ջրի գլխիկի տակ, և տուրբինի կողմից վարվող գեներատորը կարող է մինչև 750 ՄՎտ հզորություն տալ: Տուրբիններն ունեն 80-ից 100 պտույտ/րոպե արագության միջակայք։
Ֆրենսիս տուրբինն ունի ուղղահայաց լիսեռ, և հորիզոնական կողմնորոշված ռոտորային միացում, որը կոչվում է վազող, որն աշխատում է ջրի տակ: Ջրի մուտքը նույնպես ուղղահայաց է և ուղղորդվում է դեպի վազողը կառավարվող ուղեցույցներով:Վազողը պտտվում է հիմնականում ջրի քաշի/ճնշման պատճառով։
Կապլան տուրբին
Կապլան տուրբինը մշակվել է 1913 թվականին ավստրիացի պրոֆեսոր Վիկտոր Կապլանի կողմից։ Այն նաև հայտնի է որպես պտուտակային տուրբին, քանի որ դրա պտույտը հիշեցնում է նավի պտուտակը: Այն ունի կարգավորվող շեղբեր և բաց դարպասներ՝ տարբեր ճնշման/գլխի պայմաններում օպտիմալ արդյունավետություն ստանալու համար: Հետևաբար, Kaplan տուրբինը կարող է արդյունավետություն ձեռք բերել մինչև 95% և աշխատել ցածր գլխիկի պայմաններում, ինչը հնարավոր չէ Ֆրենսիսի տուրբիններում:
Կապլան տուրբինում նաև վազորդը շարժվում է ճնշումից, իսկ ջրի մուտքային մակարդակը վերահսկվում է ուղեցույցի թիակների միջոցով: Կապլան տուրբինի ջրի գլխիկը տատանվում է 10-70 մետրի սահմաններում, իսկ գեներատորի հզորությունը կարող է լինել 5-120 ՄՎտ: Վազողի տրամագիծը մոտ 2-8 մետր է և կատարում է րոպեում 80-430 պտույտ: Քանի որ Kaplan տուրբիններն ի վիճակի են աշխատել ցածր գլխիկի պայմաններում, դրանք օգտագործվում են բարձր հոսքի, ցածր գլխիկներով էներգիայի արտադրության մեջ ամբողջ աշխարհում:
Ո՞րն է տարբերությունը Kaplan-ի և Francis Turbines-ի միջև:
• Կապլան տուրբինում ջուրը առանցքային ներս է մտնում և դուրս է գալիս առանցքային, իսկ Ֆրենսիսի տուրբինում ջուրը շառավղային կերպով մտնում է վազող և առանցքային ելքը:
• Kaplan տուրբինային շարժիչն ունի 3-8 սայր, մինչդեռ Ֆրենսիս տուրբինային շարժիչը ընդհանուր առմամբ ունի 15-25 սայր:
• Kaplan տուրբինն ունի ավելի բարձր արդյունավետություն, քան Francis տուրբինը:
• Kaplan տուրբինն ավելի փոքր է և կոմպակտ՝ համեմատած Ֆրենսիսի տուրբինի հետ:
• Պտտման արագությունը (RPM) ավելի բարձր է, քան Ֆրենսիսի տուրբինինը:
• Kaplan տուրբինն ունի ավելի քիչ շփման կորուստ և ավելի բարձր արդյունավետություն:
• Kaplan տուրբինները կարող են աշխատել գլխի տարբեր պայմանների ներքո, սակայն Ֆրենսիսի տուրբինը պահանջում է համեմատաբար ավելի բարձր գլխի պայմաններ:
• Kaplan տուրբիններն օգտագործվում են փոքր հիդրոէլեկտրակայաններում:
