Різниця між Капланом та Френсісом Турбіном

Каплан проти Френсіс Турбін
 

Вода, завжди в русі, несе в собі енергію. Люди завжди дивувались величезній силі її і часто використовували цю силу. Але, лише на хвилі 19 століття, інженери розробили машини для використання цієї енергії з ефективністю. Турбіни - це машини, призначені для збору енергії з потоку рідини та перетворення її в механічну енергію.

Турбіна Френсіса і турбіна Каплана - це два типи реакційних турбін, які використовуються в гідроелектростанціях для приводу генератора. Вони є найпоширенішими типами турбін, які застосовуються на сучасних електростанціях.

Франциск Турбін

Турбіну Френсіса розробив англієць Джеймс Б. Френсіс у 1849 р., Працюючи головним інженером компанії "Замки та канали". Турбіна була розроблена для живлення машин текстильної фабрики, використовуючи річку поблизу. Використовуючи наукові методи та експерименти, він зміг розробити дизайн для досягнення до 90% ефективності. На сьогодні турбіни Френсіса є найбільш широко використовуваними турбінами у світі.

Турбіна Френсіса укладена в кожух, а лопаті мають спеціальні вигнуті функції, призначені для отримання оптимальних показників роботи турбіни. Турбіни Френсіса працюють під водяною головкою 10-650 метрів, а генератор, керований турбіною, може давати потужність до 750 МВт. Турбіни мають діапазон швидкостей від 80 до 100 обертів в хвилину.

Турбіна Френсіса має вертикальний вузольний вал і горизонтально орієнтований вузол ротора, який називається бігуном, який працює під водою. Вхід води також вертикальний і спрямований до бігунка керованими направляючими лопатями. Бігун обертається в основному за рахунок ваги / тиску води.

Турбіна Каплана

Турбіна Каплана була розроблена в 1913 році австрійським професором Віктором Капланом. Він також відомий як гвинтова турбіна тому що його бігун нагадує гвинт корабля. Він має регульовані леза та хвіртки для отримання оптимальної ефективності в різних умовах тиску / головки. Отже, турбіна Kaplan може набирати ефективність до 95% і працювати в умовах низької головки, що неможливо в турбінах Френсіса.

У турбіни Kaplan також бігун приводиться в дію тиском, а рівень введення води контролюється направляючими лопатями. Водна головка турбіни Каплан коливається в межах 10-70 метрів, а вихідна потужність генератора може становити від 5-120 МВт. Діаметр бігуна становить приблизно 2-8 метрів і забезпечує 80-430 обертів в хвилину. Оскільки турбіни Kaplan здатні працювати в умовах низьких напоїв, їх застосовують у виробництві енергії з високим потоком і низькою потужністю по всьому світу. 

Яка різниця між Капланом та Френсісом Турбіном?

• У турбіні Каплан вода надходить в аксіальному напрямку і виходить осьово, тоді як у Френсіса турбіна вода надходить радіально і виходить осьово.

• У турбінного двигуна Kaplan є 3-8 лопатей, тоді як у турбінного колеса Френсіса загалом 15-25 лопатей.

• Турбіна Kaplan має більш високу ефективність, ніж Френсіс турбіна.

• Турбіна Каплана менша і компактна порівняно з турбіною Френсіса.

• Швидкість обертання (RPM) вище, ніж у турбіни Френсіса.

• Турбіна Kaplan має менші втрати на тертя та більшу ефективність.

• Турбіни Kaplan можуть працювати в широкому діапазоні умов голови, але турбіна Френсіса вимагає відносно більш високих умов голови.

• Турбіни Kaplan застосовуються на малих гідроелектростанціях.