Kaplan vs Francis Turbine
Vand bærer altid energi i bevægelse. Mennesker har altid undret sig over den enorme kraft og ofte brugt magten. Men først i kølvandet på det 19. århundrede udviklede ingeniører maskiner til at udnytte denne energi med effektivitet. Turbiner er maskinerne designet til at fange energien fra væskestrømmen og gøre den til mekanisk energi.
Francis-turbinen og Kaplan-turbinen er to typer reaktionsturbiner, der anvendes i vandkraftværker til at drive generatoren. De er de mest almindelige typer turbiner, der bruges i de moderne kraftværker.
Francis turbine
Francis-turbinen blev udviklet af engelskmanden James B. Francis i 1849, mens han arbejdede som hovedingeniør for Locks and Canals Company. Turbinen var designet til at drive tekstilfabriksmaskiner ved hjælp af floden i nærheden. Ved hjælp af videnskabelige metoder og eksperimenter var han i stand til at udvikle designet til at opnå op til 90% effektivitet. I dag er Francis-møller de mest anvendte møller i verden.
Francis-turbinen er lukket i en kappe, og knivene har specielle buede funktioner designet til at opnå optimal ydelse fra turbinen. Francis-møller fungerer under et vandhoved på 10-650 meter, og generatoren, der drives af turbinen, kan give en effekt på op til 750 MW. Turbinerne har et hastighedsområde fra 80 til 100 omdrejninger pr. Minut.
Francis-turbinen har en lodret akselsamling og en vandret orienteret rotorsamling, kaldet løberen, der fungerer under vand. Vandindløbet er også lodret og er rettet mod løberen ved hjælp af kontrollerbare styreskovle. Løberen roterer primært på grund af vandets vægt / tryk.
Kaplan turbine
Kaplan-turbinen blev udviklet i 1913 af den østrigske professor Viktor Kaplan. Det er også kendt som propelturbinen, fordi dens løber ligner propellen på et skib. Den har justerbare knive og gangdøre for at opnå den optimale effektivitet under forskellige tryk / hovedforhold. Derfor kan Kaplan-vindmøllen få virkningsgrader på op til 95% og køre under lavt hovedtilstand, hvilket ikke er muligt i Francis-møller.
I Kaplan-turbinen drives også løberen af trykket, og vandindgangsniveauet styres af styreskovlene. Vandhovedet på Kaplan-turbinen spænder fra 10-70 meter, og generatorens effekt kan være fra 5-120 MW. Løberdiameteren er ca. 2-8 meter og leverer 80-430 omdrejninger pr. Minut. Da Kaplan-vindmøllerne er i stand til at køre under lave hovedforhold, bruges de til kraftig produktion med lavt hovedproduktion over hele verden.
Hvad er forskellen mellem Kaplan og Francis Turbines?
• I Kaplan kommer turbine vand ind aksialt og forlader aksialt, mens turbin vand i Francis trænger radialt ind og løber aksialt.
• Kaplan-turbineløberen har 3-8 knive, mens Francis turbineløber har 15-25 knive generelt.
• Kaplan-møllen har en højere effektivitet end Francis-møllen.
• Kaplan-møllen er mindre og kompakt sammenlignet med Francis-møllen.
• Rotationshastigheden (RPM) er højere end Francis-turbinens.
• Kaplan-møllen har mindre friktionstab og højere effektivitet.
• Kaplan-møller kan køre under en lang række hovedforhold, men Francis-møllen kræver relativt højere hovedforhold.
• Kaplanturbiner anvendes i små vandkraftværker.
