ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్ జనరేటర్‌ను ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయాలి

కప్లాన్, పెల్టన్ మరియు ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్లు సర్వసాధారణంగా ఉండే నీటి టర్బైన్, గతి మరియు సంభావ్య శక్తిని జలవిద్యుత్‌గా మార్చడానికి పనిచేసే ఒక పెద్ద రోటరీ యంత్రం. నీటి చక్రం యొక్క ఈ ఆధునిక సమానమైనవి 135 సంవత్సరాలకు పైగా పారిశ్రామిక విద్యుత్ ఉత్పత్తికి మరియు ఇటీవల జలవిద్యుత్ శక్తి ఉత్పత్తికి ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

నేడు నీటి టర్బైన్లను దేనికి ఉపయోగిస్తారు?
నేడు, ప్రపంచ విద్యుత్ ఉత్పత్తిలో జల విద్యుత్ 16% వాటాను కలిగి ఉంది. 19వ శతాబ్దంలో, విద్యుత్ గ్రిడ్‌లు విస్తృతంగా వ్యాపించే ముందు నీటి టర్బైన్‌లను ప్రధానంగా పారిశ్రామిక విద్యుత్ కోసం ఉపయోగించారు. ప్రస్తుతం, వాటిని విద్యుత్ విద్యుత్ ఉత్పత్తికి ఉపయోగిస్తున్నారు మరియు ఆనకట్టలు లేదా భారీ నీటి ప్రవాహం సంభవించే ప్రాంతాలలో చూడవచ్చు.
ప్రపంచ శక్తి డిమాండ్ వేగంగా పెరుగుతోంది మరియు వాతావరణ మార్పు మరియు శిలాజ ఇంధనాలు క్షీణిస్తున్నందున, జలవిద్యుత్ ప్రపంచవ్యాప్త స్థాయిలో గ్రీన్ ఎనర్జీ రూపంగా పెద్ద ప్రభావాన్ని చూపే సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది. పర్యావరణ అనుకూలమైన మరియు శుభ్రమైన విద్యుత్ వనరుల కోసం అన్వేషణ కొనసాగుతున్నందున, రాబోయే సంవత్సరాల్లో ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్‌లు చాలా ప్రజాదరణ పొందిన మరియు ఎక్కువగా స్వీకరించబడిన పరిష్కారంగా నిరూపించబడతాయి.

నీటి టర్బైన్లు విద్యుత్తును ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తాయి?
సహజంగా లేదా కృత్రిమంగా ప్రవహించే నీటి నుండి సృష్టించబడిన నీటి పీడనం నీటి టర్బైన్లకు శక్తి వనరుగా ఉంటుంది. ఈ శక్తిని సంగ్రహించి జలవిద్యుత్ శక్తిగా మారుస్తారు. ఒక జలవిద్యుత్ కేంద్రం సాధారణంగా నీటిని నిల్వ చేయడానికి చురుకైన నదిపై ఆనకట్టను ఉపయోగిస్తుంది. ఆ తర్వాత నీరు ఇంక్రిమెంట్లలో విడుదల చేయబడుతుంది, టర్బైన్ ద్వారా ప్రవహిస్తుంది, దానిని తిప్పుతుంది మరియు విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేసే జనరేటర్‌ను సక్రియం చేస్తుంది.

నీటి టర్బైన్లు ఎంత పెద్దవి?
అవి పనిచేసే హెడ్ ఆధారంగా, నీటి టర్బైన్లను హై, మీడియం మరియు లో హెడ్‌లుగా వర్గీకరించవచ్చు. తక్కువ-హెడ్ జలవిద్యుత్ వ్యవస్థలు పెద్దవి, ఎందుకంటే బ్లేడ్‌ల అంతటా తక్కువ నీటి పీడనం వర్తించబడుతుంది, అయితే అధిక ప్రవాహ రేటును సాధించడానికి నీటి టర్బైన్ పెద్దదిగా ఉండాలి. ప్రతిగా, అధిక-హెడ్ జలవిద్యుత్ వ్యవస్థలకు అంత పెద్ద ఉపరితల చుట్టుకొలత అవసరం లేదు, ఎందుకంటే అవి వేగంగా కదిలే నీటి వనరుల నుండి శక్తిని వినియోగించుకోవడానికి ఉపయోగించబడతాయి.

నీటి టర్బైన్‌తో సహా వివిధ జలవిద్యుత్ వ్యవస్థ భాగాల పరిమాణాన్ని వివరించే చార్ట్.
నీటి టర్బైన్‌తో సహా వివిధ జలవిద్యుత్ వ్యవస్థ భాగాల పరిమాణాన్ని వివరించే చార్ట్.
క్రింద, వివిధ అనువర్తనాలు మరియు నీటి పీడనం కోసం ఉపయోగించే వివిధ రకాల నీటి టర్బైన్‌ల యొక్క కొన్ని ఉదాహరణలను మేము వివరిస్తాము.

కప్లాన్ టర్బైన్ (0-60మీ ప్రెజర్ హెడ్)
ఈ టర్బైన్లను అక్షసంబంధ ప్రవాహ ప్రతిచర్య టర్బైన్లు అని పిలుస్తారు, ఎందుకంటే అవి నీరు దాని గుండా ప్రవహించేటప్పుడు దాని ఒత్తిడిని మారుస్తాయి. కప్లాన్ టర్బైన్ ఒక ప్రొపెల్లర్‌ను పోలి ఉంటుంది మరియు వివిధ రకాల నీరు మరియు పీడన స్థాయిలపై సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి సర్దుబాటు చేయగల బ్లేడ్‌లను కలిగి ఉంటుంది.

కప్లాన్ టర్బైన్ రేఖాచిత్రం
పెల్టన్ టర్బైన్ (300మీ-1600మీ ప్రెజర్ హెడ్)
పెల్టన్ టర్బైన్ - లేదా పెల్టన్ వీల్ - కదిలే నీటి నుండి శక్తిని సంగ్రహిస్తుంది కాబట్టి దీనిని ఇంపల్స్ టర్బైన్ అని పిలుస్తారు. ఈ టర్బైన్ అధిక హెడ్ అప్లికేషన్లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది, ఎందుకంటే చెంచా ఆకారపు బకెట్లపై బలాన్ని ప్రయోగించడానికి మరియు డిస్క్ తిరిగేలా మరియు శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి అధిక మొత్తంలో నీటి పీడనం అవసరం.

పెల్టన్ టర్బైన్
ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్ (60మీ-300మీ ప్రెజర్ హెడ్)
చివరి మరియు అత్యంత ప్రసిద్ధ నీటి టర్బైన్, ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్, ప్రపంచంలోని జలవిద్యుత్‌లో 60% వాటా కలిగి ఉంది. మీడియం హెడ్ వద్ద పనిచేసే ఇంపాక్ట్ మరియు రియాక్షన్ టర్బైన్‌గా పనిచేసే ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్ అక్షసంబంధ మరియు రేడియల్ ప్రవాహ భావనలను మిళితం చేస్తుంది. ఇలా చేయడం ద్వారా, టర్బైన్ అధిక మరియు తక్కువ-హెడ్ టర్బైన్‌ల మధ్య అంతరాన్ని పూరిస్తుంది, మరింత సమర్థవంతమైన డిజైన్‌ను సృష్టిస్తుంది మరియు నేటి ఇంజనీర్లను దానిని మరింత మెరుగుపరచడానికి సవాలు చేస్తుంది.

మరింత ప్రత్యేకంగా చెప్పాలంటే, ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్ అనేది స్పైరల్ కేసింగ్ ద్వారా నీటిని (స్టాటిక్) గైడ్ వేన్‌లలోకి ప్రవహించడం ద్వారా పనిచేస్తుంది, ఇది (కదిలే) రన్నర్ బ్లేడ్‌ల వైపు నీటి ప్రవాహాన్ని నియంత్రిస్తుంది. నీరు రన్నర్‌ను శక్తుల మిశ్రమ ప్రభావం మరియు ప్రతిచర్య ద్వారా తిప్పడానికి బలవంతం చేస్తుంది, చివరకు బాహ్య వాతావరణంలోకి నీటి ప్రవాహాన్ని విడుదల చేసే డ్రాఫ్ట్ ట్యూబ్ ద్వారా రన్నర్ నుండి నిష్క్రమిస్తుంది.

వాటర్ టర్బైన్ డిజైన్‌ను ఎలా ఎంచుకోవాలి?
సరైన టర్బైన్ డిజైన్‌ను ఎంచుకోవడం తరచుగా ఒక విషయంపై ఆధారపడి ఉంటుంది; మీకు అందుబాటులో ఉన్న హెడ్ మరియు ఫ్లో రేట్ మొత్తం. మీరు ఏ రకమైన నీటి పీడనాన్ని ఉపయోగించవచ్చో మీరు స్థాపించిన తర్వాత, ఫ్రాన్సిస్ టర్బైన్ వంటి క్లోజ్డ్ “రియాక్షన్ టర్బైన్ డిజైన్” లేదా పెల్టన్ టర్బైన్ వంటి ఓపెన్ “ఇంపల్స్ టర్బైన్ డిజైన్” బాగా సరిపోతుందో మీరు నిర్ణయించుకోవచ్చు.

నీటి టర్బైన్ రేఖాచిత్రం
చివరగా, మీరు ప్రతిపాదిత విద్యుత్ జనరేటర్ యొక్క అవసరమైన భ్రమణ వేగాన్ని మీరు ఏర్పాటు చేసుకోవచ్చు.