Erinevus Kaplani ja Francis Turbiini vahel

Kaplan vs Francis Turbine
 

Alati liikuv vesi kannab endaga energiat. Inimesed on alati mõelnud selle tohutu jõu üle ja sageli seda võimu kasutanud. Insenerid arendasid aga masinaid alles 19. sajandi pärast, et seda energiat tõhusalt kasutada. Turbiinid on masinad, mis on loodud vedeliku voolust eralduva energia püüdmiseks ja mehaaniliseks energiaks muutmiseks.

Francisi turbiin ja Kaplani turbiin on kahte tüüpi reaktsiooniturbiinid, mida kasutatakse hüdroelektrijaamades generaatori käitamiseks. Need on kõige tavalisemad turbiini tüübid, mida tänapäevastes elektrijaamades kasutatakse.

Francis Turbine

Francise turbiini töötas välja inglane James B. Francis 1849. aastal, töötades samal ajal Locks and Canals Company peainsenerina. Turbiin oli mõeldud tekstiilitehase masinate toiteks läheduses asuvat jõge kasutades. Kasutades teaduslikke meetodeid ja katseid, suutis ta välja töötada konstruktsiooni, et saavutada efektiivsus kuni 90%. Täna on Francisi turbiinid maailmas enim kasutatud turbiinid.

Francisi turbiin on suletud korpusesse ja labadel on spetsiaalsed kõverjooned, mis on loodud turbiini optimaalse jõudluse saavutamiseks. Francise turbiinid töötavad 10–650 meetri pikkuse veepea all ja turbiini käitatav generaator võib anda väljundvõimsust kuni 750 MW. Turbiinide kiirus on vahemikus 80 kuni 100 pööret minutis.

Francisi turbiinil on vertikaalne võllikoosseis ja horisontaalselt orienteeritud rootorikomplekt, mida nimetatakse jooksuriks, mis töötab vee all. Vee sissevooluava on samuti vertikaalne ja see on juhitavate juhikute abil suunatud jooksja poole. Jooksja pöörleb peamiselt vee massi / rõhu tõttu.

Kaplani turbiin

Kaplani turbiini töötas välja 1913. aastal Austria professor Viktor Kaplan. Seda tuntakse ka kui propelleriturbiin sest selle jooksja sarnaneb laeva propelleriga. Sellel on reguleeritavad labad ja jalgväravad, et saavutada optimaalne efektiivsus erinevates rõhu / pea tingimustes. Seetõttu võib Kaplani turbiin saavutada efektiivsust kuni 95% ja töötada madala peaga tingimustes, mis pole Francisci turbiinides võimalik.

Kaplani turbiinis juhitakse ka juhet rõhu abil ja vee sisendtaseme kontrolli all on juhtkettad. Kaplani turbiini veepea ulatub 10-70 meetrini ja generaatori väljundvõimsus võib olla vahemikus 5-120 MW. Jooksu läbimõõt on umbes 2–8 meetrit ja see annab 80–430 pööret minutis. Kuna Kaplani turbiinid on võimelised töötama madala peaga tingimustes, kasutatakse neid kogu maailmas suure vooluhulga ja madala peaga energia tootmiseks. 

Mis vahe on Kaplanil ja Francis Turbinesil??

• Kaplani turbiinis siseneb vesi aksiaalselt ja väljub aksiaalselt, Francis aga siseneb turbiinis vesi radiaalselt ja väljub aksiaalselt..

• Kaplani turbiinirullil on 3–8 laba, Francise turbiinilindil on üldjuhul 15–25 laba..

• Kaplani turbiin on kõrgema efektiivsusega kui Francis turbiin.

• Kaplani turbiin on Francise turbiiniga võrreldes väiksem ja kompaktne.

• Pöörlemiskiirus (RPM) on kõrgem kui Francise turbiinil.

• Kaplani turbiinil on väiksem hõõrdekadu ja suurem efektiivsus.

• Kaplani turbiinid võivad töötada erinevates peatingimustes, kuid Francise turbiin nõuab suhteliselt kõrgemaid peaolusid.

• Kaplani turbiine kasutatakse väikestes hüdroelektrijaamades.