Razlika med Kaplanom in Francisom Turbinom

Kaplan proti Francis Turbine
 

Voda, vedno v gibanju, s seboj nosi energijo. Ljudje so se vedno spraševali nad njegovo močjo in jo pogosto uporabljali. Toda šele po 19. stoletju so inženirji razvili stroje, s katerimi so izkoristili to energijo z učinkovitostjo. Turbine so stroji, namenjeni zajemanju energije iz pretoka tekočine in jo pretvorijo v mehansko energijo.

Francisova turbina in Kaplanova turbina sta dve vrsti reakcijskih turbin, ki se v hidroelektrarnah uporabljajo za pogon generatorja. So najpogostejše vrste turbin, ki se uporabljajo v sodobnih elektrarnah.

Frančišek Turbine

Francis turbino je leta 1849 razvil Anglež James B. Francis, medtem ko je delal kot glavni inženir podjetja Locks and Canals Company. Turbina je bila zasnovana za napajanje strojev tovarne tekstila, ki uporablja reko v bližini. Z znanstvenimi metodami in eksperimentiranjem je znal razviti zasnovo za doseganje do 90% učinkovitosti. Danes so Francisove turbine najbolj razširjene turbine na svetu.

Francis turbina je zaprta v ohišju, lopatice pa imajo posebne ukrivljene lastnosti, zasnovane za doseganje optimalnih zmogljivosti turbine. Francisove turbine delujejo pod vodno glavo 10-650 metrov, generator, ki ga poganja turbina, pa lahko daje izhodno moč do 750 MW. Turbine imajo hitrost od 80 do 100 vrtljajev na minuto.

Francis turbina ima navpični sklop gredi in vodoravno usmerjen sklop rotorjev, imenovan tekač, ki deluje pod vodo. Dovod vode je tudi navpičen in je z vodljivimi vodilnimi lopaticami usmerjen proti tekaču. Tekač se vrti predvsem zaradi teže / pritiska vode.

Kaplanova turbina

Kaplanovo turbino je leta 1913 razvil avstrijski profesor Viktor Kaplan. Znan je tudi kot propelerska turbina ker njegov tekač spominja na propeler ladje. Ima nastavljive lopatice in vrata za vrata za doseganje optimalne učinkovitosti v različnih pogojih tlaka / glave. Zato lahko Kaplanova turbina poveča učinkovitost do 95% in deluje v pogojih nizke glave, kar v Francisovih turbinah ni mogoče..

V Kaplanovi turbini tudi tekač poganja tlak, vodno lopatico pa nadzira nivo vode. Vodna glava turbine Kaplan se giblje od 10 do 70 metrov, moč izhodne moči generatorja pa lahko znaša od 5 do 120 MW. Premer tekača je približno 2-8 metrov in odda 80-430 vrtljajev na minuto. Ker lahko kaplanske turbine delujejo v pogojih z nizko glavo, jih uporabljamo pri proizvodnji električne energije z visokim pretokom in nizko glavo po vsem svetu.. 

Kakšna je razlika med Kaplanom in Francisom Turbinom?

• V Kaplanovi turbini voda vstopi osno in zapusti osno, medtem ko v Franciscini turbina voda vstopa v tekač radialno in izstopa osno.

• Kaplanski turbinski tekač ima 3-8 rezil, Francisov turbinski tekač pa 15-25 rezil.

• Kaplanova turbina ima večji izkoristek kot Francis turbina.

• Kaplanova turbina je manjša in kompaktnejša v primerjavi s turbino Francis.

• Hitrost vrtenja (RPM) je višja od hitrosti Francisove turbine.

• Kaplanova turbina ima manjše izgube zaradi trenja in večji izkoristek.

• Kaplanove turbine lahko delujejo v številnih pogojih glave, vendar Francisove turbine zahtevajo razmeroma višje pogoje glave.

• Kaplanove turbine se uporabljajo v majhnih hidroelektrarnah.