Abbiamo già spiegato che le turbine idrauliche si dividono in turbine a impatto e turbine a doppio impatto. Abbiamo anche illustrato la classificazione e le altezze di salto applicabili alle turbine a impatto. Le turbine a impatto possono essere ulteriormente suddivise in: turbine a pale, turbine a impatto obliquo e turbine a doppio impatto, che verranno descritte di seguito.
La girante della turbina a impatto è sempre immersa nell'atmosfera e il flusso d'acqua ad alta pressione proveniente dalla condotta forzata viene trasformato in un getto libero ad alta velocità prima di entrare nella turbina. Questo processo di trasformazione trasferisce la maggior parte della sua energia cinetica alle pale, mettendo in rotazione la girante. Durante l'intero processo di impatto del getto sulla girante, la pressione al suo interno rimane sostanzialmente invariata, attestandosi approssimativamente alla pressione atmosferica.
Turbina a pale: nota anche come turbina a taglio, come mostrato in figura. Il getto libero ad alta velocità proveniente dall'ugello colpisce le pale verticalmente lungo la direzione tangenziale della circonferenza della girante. Questo tipo di turbina è adatto per centrali idroelettriche con elevato salto idraulico e portata ridotta, soprattutto quando il salto supera i 400 m. A causa dei limiti di resistenza strutturale e cavitazione, la turbina Francis non è adatta e si ricorre spesso alla turbina a pale. Il salto idraulico applicato alle turbine a pale di grandi dimensioni è di circa 300-1700 m, mentre quello delle turbine a pale di piccole dimensioni è di circa 40-250 m. Attualmente, il salto idraulico massimo utilizzato per una turbina a pale è di 1767 m (centrale idroelettrica di Lesek, Austria), mentre il salto idraulico di progetto della turbina a pale della centrale idroelettrica di Tianhu, nel mio paese, è di 1022,4 m.
Turbina inclinata
Il getto libero proveniente dall'ugello entra nella pala da un lato della girante ed esce dall'altro lato in una direzione angolata rispetto al piano di rotazione della girante. Rispetto al tipo a pale, il suo flusso di tracimazione è maggiore, ma l'efficienza è inferiore, quindi questo tipo di turbina è generalmente utilizzato in centrali idroelettriche di piccole e medie dimensioni, e il salto idraulico applicabile è generalmente compreso tra 20 e 300 metri.
turbina a doppio clic
Il getto proveniente dall'ugello impatta sulle pale della girante due volte consecutivamente. Questo tipo di turbina ha una struttura semplice ed è facile da produrre, ma presenta una bassa efficienza e una scarsa resistenza delle pale. È adatta solo a piccole centrali idroelettriche con una potenza massima di 1000 kW e un salto idraulico generalmente compreso tra 5 e 100 metri.
Queste sono le classificazioni delle turbine a impatto. Rispetto alle turbine a impatto tradizionali, esistono meno sottoclassi di turbine a impatto. Tuttavia, nelle aree con un elevato dislivello idrico, le turbine a impatto risultano più efficaci, come nel caso del fiume Yarlung Zangbo nel mio paese, dove il dislivello supera i 2.000 metri e la costruzione di dighe non è fattibile. Pertanto, la turbina a impatto si è rivelata la scelta migliore.
Data di pubblicazione: 28 luglio 2022
