Mecanismo de funcionamiento de una turbina Francis
La turbina consta de una carcasa exterior en espiral, seguida de un conjunto de álabes fijos llamados álabes de retención. A continuación, se encuentra un conjunto de álabes móviles llamados álabes guía, luego un grupo de álabes centrales llamados rotor y, por último, un conducto de salida llamado tubo de aspiración.
El flujo ingresa a la turbina Francis a través de la carcasa espiral. La disminución del área de la sección transversal de la carcasa garantiza que el flujo ingrese a la parte central de la turbina con una velocidad uniforme en todo el perímetro.
El flujo pasa a continuación por dos conjuntos de álabes antes de entrar en el rodete: los álabes de retención exteriores y los álabes guía interiores. Los álabes de retención son fijos y ayudan a dirigir el agua hacia la sección del rodete. También contribuyen a reducir la turbulencia en el flujo de entrada.
Las paletas guía, situadas entre las paletas fijas y el rotor, desempeñan un papel fundamental. Gestionan el caudal en función de la demanda de energía, la cual fluctúa con el tiempo. Las paletas guía controlan el caudal de agua y garantizan que la producción de energía esté sincronizada con la demanda. Además, controlan el ángulo de flujo dirigido hacia las paletas del rotor, procurando que el ángulo de entrada del flujo sea el óptimo para aprovechar al máximo la energía hidráulica.