Су турбинасы, Каплан, Пелтон және Фрэнсис турбиналары ең көп тарағандары, кинетикалық және потенциалдық энергияны су электр энергиясына түрлендіру үшін жұмыс істейтін үлкен айналмалы машина болып табылады. Бұл су дөңгелегі заманауи эквиваленттері өнеркәсіптік электр энергиясын өндіру үшін 135 жылдан астам уақыт бойы қолданылып келеді, ал жақында су электр энергиясын өндіру.
Бүгінгі таңда су турбиналары не үшін қолданылады?
Бүгінгі таңда су энергиясы дүние жүзіндегі электр энергиясының 16% құрайды. 19 ғасырда электр желілері кең тарағанға дейін су турбиналары негізінен өнеркәсіптік қуат үшін пайдаланылды. Қазіргі уақытта олар электр энергиясын өндіру үшін пайдаланылады және бөгеттерде немесе қатты су ағыны болатын жерлерде кездеседі.
Жаһандық энергияға сұраныстың тез өсуімен және климаттың өзгеруі және қазбалы отынның сарқылуы сияқты факторлармен су электр қуатының әлемдік ауқымда жасыл энергия түрі ретінде үлкен әсер ету мүмкіндігі бар. Экологиялық таза және таза қуат көздерін іздеу жалғасуда, Фрэнсис турбиналары алдағы жылдарда өте танымал және барған сайын қабылданған шешім болуы мүмкін.
Су турбиналары электр энергиясын қалай өндіреді?
Табиғи немесе жасанды түрде ағып жатқан судан жасалған су қысымы су турбиналары үшін энергия көзі ретінде бар. Бұл энергия тұтынып, су электр энергиясына айналады. Су электр станциясы әдетте суды сақтау үшін белсенді өзендегі бөгетті пайдаланады. Содан кейін су қадаммен шығарылады, турбина арқылы ағып, оны айналдырады және содан кейін электр энергиясын өндіретін генераторды іске қосады.
Су турбиналары қаншалықты үлкен?
Су турбиналары жұмыс істейтін басына қарай жоғары, орташа және төмен деп жіктелуі мүмкін. Төмен қысымды гидроэнергетикалық жүйелер үлкенірек, өйткені су турбинасы жоғары ағын жылдамдығына қол жеткізу үшін үлкен болуы керек, ал қалақтарға төмен су қысымы қолданылады. Өз кезегінде, жоғары гидроэнергетикалық жүйелерге мұндай үлкен бет шеңбері қажет емес, өйткені олар жылдамырақ қозғалатын су көздерінен энергияны пайдалану үшін пайдаланылады.
Су турбинасын қоса алғанда, әртүрлі гидроэнергетикалық жүйе бөліктерінің өлшемдерін түсіндіретін диаграмма
Су турбинасын қоса алғанда, әртүрлі гидроэнергетикалық жүйе бөліктерінің өлшемін түсіндіретін диаграмма
Төменде әртүрлі қолданбалар мен су қысымы үшін қолданылатын әртүрлі су турбиналарының бірнеше мысалдарын түсіндіреміз.
Каплан турбинасы (0-60м қысым басы)
Бұл турбиналар осьтік ағынды реакция турбиналары деп аталады, өйткені олар су арқылы ағып жатқан судың қысымын өзгертеді. Каплан турбинасы бұрандаға ұқсайды және су мен қысымның әртүрлі деңгейлерінде тиімділікті арттыру үшін реттелетін қалақтары бар.
Каплан турбинасының диаграммасы
Pelton турбинасы (300м-1600м қысым басы)
Пельтон турбинасы немесе Пельтон дөңгелегі — қозғалатын судан энергия алатын импульстік турбина ретінде белгілі. Бұл турбина жоғары басы бар қолданбалар үшін қолайлы, өйткені қасық тәрізді шелектерге күш түсіру және дискіні айналдыру және қуат өндіру үшін судың жоғары қысымын қажет етеді.
Пельтон турбинасы
Фрэнсис турбина (60м-300м қысым басы)
Соңғы және ең атақты су турбинасы Фрэнсис турбинасы дүние жүзіндегі су энергиясының 60% құрайды. Орташа жоғарыда жұмыс істейтін соққы және реакция турбинасы ретінде жұмыс істейтін Фрэнсис турбинасы осьтік және радиалды ағын тұжырымдамаларын біріктіреді. Осылайша, турбина жоғары және төмен қысымды турбиналар арасындағы бос орынды толтырады, тиімдірек дизайн жасайды және бүгінгі күні инженерлерді оны одан әрі жетілдіруге шақырады.
Нақтырақ айтқанда, Фрэнсис турбинасы спиральды корпус арқылы судың (қозғалатын) жүгіргіш қалақтарға қарай ағынын басқаратын (статикалық) бағыттаушы қалақтарға ағып жатқан су арқылы жұмыс істейді. Су жүгірушіні күштердің бірлескен әсері мен реакциясы арқылы айналуға мәжбүр етеді, ақырында жүгірушіден су ағынын сыртқы ортаға шығаратын құбыр арқылы шығады.
Су турбинасы дизайнын қалай таңдауға болады?
Турбинаның оңтайлы дизайнын таңдау көбінесе бір нәрсеге байланысты; сізге қолжетімді бағанның мөлшері мен ағын жылдамдығы. Қандай су қысымын қолдануға болатынын анықтағаннан кейін, Фрэнсис турбинасы сияқты жабық «реакциялық турбинаның дизайны» немесе Пелтон турбинасы сияқты ашық «импульстік турбинаның дизайны» жақсырақ сәйкес келетінін шеше аласыз.
Су турбинасының диаграммасы
Соңында сіз өзіңіздің ұсынылған электр генераторының қажетті айналу жылдамдығын орната аласыз.
Жіберу уақыты: 15 шілде 2022 ж
