Mecanismul de funcționare al unei turbine Francis
Turbina este alcătuită dintr-o carcasă spiralată exterioară, urmată de un set de pale fixe numite pale de susținere. Urmează o colecție de pale mobile numite pale ghidare, apoi un grup de pale plasate central numite rotoare și, în final, un conduct de ieșire numit tub de tiraj.
Fluxul intră în turbina Francis prin carcasa spiralată. Reducerea ariei secțiunii transversale a carcasei asigură că fluxul intră în partea centrală a turbinei cu o viteză uniformă pe tot perimetrul.
Fluxul trece apoi prin două seturi de palete înainte de a intra în coloană, și anume – paletele de susținere exterioare și paletele de ghidare interioare. Paletele de susținere sunt fixe și ajută la direcționarea apei către secțiunea coloanei. De asemenea, acestea ajută la reducerea vârtejului la fluxul de intrare.
Palele ghidate situate între palele de susținere și roată au un rol mai important de jucat. Acestea gestionează debitul în funcție de cererea de energie. Dar cererea de energie fluctuează în timp. Palele ghidate guvernează debitul apei și asigură că producția de energie este sincronizată cu cererea. În plus, palele ghidate controlează unghiul de curgere direcționat către palele roții. Acestea încearcă să se asigure că unghiul de curgere la intrare este la unghiul optim de atac pentru a valorifica puterea maximă a apei.