Ինչպես օպտիմալացնել Ֆրենսիսի տուրբինային գեներատորը

Ջրային տուրբինը, որոնցից ամենատարածվածներն են Կապլանի, Պելտոնի և Ֆրենսիսի տուրբինները, մեծ պտտվող մեքենա է, որն աշխատում է կինետիկ և պոտենցիալ էներգիան վերածել հիդրոէլեկտրաէներգիայի: Ջրային անիվի այս ժամանակակից համարժեքները ավելի քան 135 տարի օգտագործվել են արդյունաբերական էլեկտրաէներգիայի արտադրության, իսկ վերջերս՝ հիդրոէլեկտրաէներգիայի արտադրության համար:

Ինչի՞ համար են այսօր օգտագործվում ջրային տուրբինները։
Այսօր հիդրոէներգիան կազմում է աշխարհի էլեկտրաէներգիայի արտադրության 16%-ը: 19-րդ դարում ջրային տուրբինները հիմնականում օգտագործվում էին արդյունաբերական էներգիայի համար, նախքան էլեկտրական ցանցերի լայն տարածումը: Ներկայումս դրանք օգտագործվում են էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար և կարելի է գտնել ամբարտակներում կամ այն ​​տարածքներում, որտեղ տեղի է ունենում ջրի առատ հոսք:
Համաշխարհային էներգիայի պահանջարկի արագ աճի և կլիմայի փոփոխության և բրածո վառելիքի սպառման նման գործոնների պատճառով, հիդրոէլեկտրաէներգիան ունի մեծ ազդեցություն ունենալու ներուժ՝ որպես կանաչ էներգիայի ձև համաշխարհային մասշտաբով: Քանի որ շարունակվում են շրջակա միջավայրի համար անվտանգ և մաքուր էներգիայի աղբյուրների որոնումները, Ֆրենսիս տուրբինները կարող են դառնալ շատ տարածված և ավելի ու ավելի հաճախ օգտագործվող լուծում առաջիկա տարիներին:

Ինչպե՞ս են ջրային տուրբինները էլեկտրաէներգիա արտադրում։
Բնական կամ արհեստականորեն հոսող ջրից ստեղծված ջրի ճնշումը ծառայում է որպես ջրային տուրբինների էներգիայի աղբյուր։ Այս էներգիան կլանվում և վերածվում է հիդրոէլեկտրակայանի։ Հիդրոէլեկտրակայանը, որպես կանոն, օգտագործում է ակտիվ գետի վրա գտնվող ամբարտակ՝ ջուրը կուտակելու համար։ Այնուհետև ջուրը աստիճանաբար բաց է թողնվում, հոսում տուրբինի միջով, պտտում այն ​​և ակտիվացնում գեներատոր, որն այնուհետև արտադրում է էլեկտրաէներգիա։

Որքա՞ն մեծ են ջրային տուրբինները։
Ըստ աշխատանքի ճնշման՝ ջրային տուրբինները կարելի է դասակարգել բարձր, միջին և ցածր ճնշման: Ցածր ճնշման հիդրոէլեկտրակայանների համակարգերն ավելի մեծ են, քանի որ ջրային տուրբինը պետք է մեծ լինի բարձր հոսքի արագություն ապահովելու համար, մինչդեռ թևերի վրա կիրառվում է ցածր ջրի ճնշում: Իր հերթին, բարձր ճնշման հիդրոէլեկտրակայանների համար այդքան մեծ մակերեսային շրջագիծ անհրաժեշտ չէ, քանի որ դրանք օգտագործվում են ավելի արագ շարժվող ջրային աղբյուրներից էներգիան օգտագործելու համար:

Հիդրոէլեկտրակայանի տարբեր մասերի, այդ թվում՝ ջրային տուրբինի չափերը բացատրող աղյուսակ
Հիդրոէլեկտրակայանի տարբեր մասերի, այդ թվում՝ ջրային տուրբինի չափերը բացատրող աղյուսակ
Ստորև մենք կբացատրենք տարբեր կիրառությունների և ջրի ճնշման համար օգտագործվող ջրային տուրբինների տարբեր տեսակների մի քանի օրինակներ։

Կապլան տուրբին (0-60 մ ճնշման գլխիկ)
Այս տուրբինները հայտնի են որպես առանցքային հոսքի ռեակցիոն տուրբիններ, քանի որ դրանք փոխում են ջրի ճնշումը, երբ այն հոսում է դրա միջով: Կապլան տուրբինը նման է պտուտակի և ունի կարգավորվող շեղբեր՝ ջրի և ճնշման տարբեր մակարդակների դեպքում արդյունավետությունը մեծացնելու համար:

Կապլանի տուրբինի դիագրամ
Պելտոնի տուրբին (300մ-1600մ ճնշման գլխիկ)
Պելտոնի տուրբինը, կամ Պելտոնի անիվը, հայտնի է որպես իմպուլսային տուրբին, որը էներգիա է արդյունահանում շարժվող ջրից: Այս տուրբինը հարմար է բարձր ճնշման կիրառությունների համար, քանի որ այն պահանջում է մեծ քանակությամբ ջրի ճնշում՝ գդալաձև դույլերի վրա ուժ գործադրելու, սկավառակը պտտելու և էներգիա արտադրելու համար:

Պելտոնի տուրբին
Ֆրենսիսի տուրբին (60մ-300մ ճնշման գլխիկ)
Վերջին և ամենահայտնի ջրային տուրբինը՝ Ֆրենսիսի տուրբինը, կազմում է աշխարհի հիդրոէներգիայի 60%-ը: Աշխատելով որպես միջին ճնշման տակ աշխատող հարվածային և ռեակցիոն տուրբին, Ֆրենսիսի տուրբինը համատեղում է առանցքային և ճառագայթային հոսքի հայեցակարգերը: Այսպիսով, տուրբինը լրացնում է բարձր և ցածր ճնշման տուրբինների միջև եղած բացը՝ ստեղծելով ավելի արդյունավետ դիզայն և մարտահրավեր նետելով այսօրվա ինժեներներին այն հետագայում կատարելագործելու համար:

Ավելի կոնկրետ, Ֆրենսիս տուրբինը գործում է ջրի հոսեցմամբ պարուրաձև պատյանի միջով դեպի (ստատիկ) ուղղորդող թևիկներ, որոնք կարգավորում են ջրի հոսքը դեպի (շարժվող) շարժիչի թևերը: Ջուրը ստիպում է շարժիչին պտտվել ուժերի համակցված հարվածի և արձագանքի միջոցով, վերջապես դուրս գալով շարժիչից մղիչ խողովակի միջոցով, որը ջրի հոսքը արտանետում է արտաքին միջավայր:

Ինչպե՞ս ընտրել ջրային տուրբինի դիզայն։
Օպտիմալ տուրբինի դիզայնի ընտրությունը հաճախ կախված է մեկ բանից՝ ձեզ հասանելի գլխիկի քանակից և հոսքի արագությունից: Երբ որոշեք, թե ինչպիսի ջրի ճնշում կարող եք օգտագործել, կարող եք որոշել, թե արդյոք ավելի լավ է ընտրել փակ «ռեակցիոն տուրբինի դիզայնը», ինչպիսին է Ֆրենսիսի տուրբինը, թե՞ բաց «իմպուլսային տուրբինի դիզայնը», ինչպիսին է Պելտոնի տուրբինը:

Ջրային տուրբինի սխեմա
Վերջապես, դուք կարող եք սահմանել ձեր առաջարկվող էլեկտրական գեներատորի անհրաժեշտ պտտման արագությունը: