โครงสร้างและประสิทธิภาพของกังหันปฏิกิริยา

กังหันน้ำแบบปฏิกิริยาสามารถแบ่งออกเป็น กังหันฟรานซิส กังหันแกน กังหันเฉียง และกังหันท่อ ในกังหันฟรานซิส น้ำจะไหลเข้าสู่กลไกนำน้ำในแนวรัศมีและไหลออกจากใบพัดในแนวแกน ในกังหันแกน น้ำจะไหลเข้าสู่ใบพัดนำน้ำในแนวรัศมีและไหลเข้าและออกจากใบพัดในแนวแกน ในกังหันเฉียง น้ำจะไหลเข้าสู่ใบพัดนำน้ำในแนวรัศมีและไหลเข้าและออกจากใบพัดในแนวแกน ในกังหันเฉียง น้ำจะไหลเข้าสู่ใบพัดนำน้ำในแนวรัศมีและไหลเข้าสู่ใบพัดในทิศทางที่เอียงทำมุมกับเพลาหลัก หรือไหลเข้าสู่ใบพัดนำน้ำและใบพัดในทิศทางที่เอียงทำมุมกับเพลาหลัก ในกังหันท่อ น้ำจะไหลเข้าสู่ใบพัดนำน้ำและใบพัดตามแนวแกน กังหันแกน กังหันท่อ และกังหันเฉียงยังสามารถแบ่งออกเป็นแบบใบพัดคงที่และแบบใบพัดหมุนได้ตามโครงสร้าง ใบพัดแบบใบพัดคงที่นั้นจะยึดอยู่กับที่ ส่วนใบพัดแบบใบพัดหมุนนั้น ใบพัดสามารถหมุนรอบเพลาใบพัดได้ในระหว่างการทำงานเพื่อปรับให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของระดับน้ำและภาระ

กังหันน้ำแบบปฏิกิริยามีหลายประเภท โดยแต่ละประเภทจะมีอุปกรณ์รับน้ำเข้า อุปกรณ์รับน้ำเข้าของกังหันน้ำแบบปฏิกิริยาขนาดใหญ่และขนาดกลางโดยทั่วไปประกอบด้วยปลอกเกลียว ใบพัดนำทางคงที่ และใบพัดนำทางเคลื่อนที่ หน้าที่ของปลอกเกลียวคือการกระจายการไหลของน้ำรอบๆ ใบพัดอย่างสม่ำเสมอ เมื่อระดับน้ำต่ำกว่า 40 เมตร ปลอกเกลียวของกังหันน้ำมักจะหล่อด้วยคอนกรีตเสริมเหล็กในสถานที่ก่อสร้าง แต่เมื่อระดับน้ำสูงกว่า 40 เมตร มักจะใช้ปลอกเกลียวโลหะแบบเชื่อมชนหรือแบบหล่อขึ้นรูปชิ้นเดียว

ในกังหันแบบปฏิกิริยา กระแสน้ำจะไหลเติมเต็มช่องใบพัดทั้งหมด และใบพัดทุกใบจะได้รับผลกระทบจากกระแสน้ำพร้อมกัน ดังนั้น ภายใต้ระดับความสูงน้ำที่เท่ากัน เส้นผ่านศูนย์กลางของใบพัดจึงเล็กกว่าในกังหันแบบแรงกระตุ้น ประสิทธิภาพของกังหันแบบปฏิกิริยาก็สูงกว่ากังหันแบบแรงกระตุ้นเช่นกัน แต่เมื่อภาระเปลี่ยนแปลง ประสิทธิภาพของกังหันก็จะได้รับผลกระทบในระดับที่แตกต่างกัน

กังหันน้ำแบบปฏิกิริยาทุกชนิดติดตั้งท่อระบายน้ำ ซึ่งใช้ในการดึงพลังงานจลน์ของกระแสน้ำที่ไหลออกจากใบพัดกลับมาใช้ใหม่ โดยปล่อยน้ำลงสู่ด้านล่าง เมื่อตำแหน่งการติดตั้งใบพัดสูงกว่าระดับน้ำด้านล่าง พลังงานศักย์นี้จะถูกแปลงเป็นพลังงานความดันเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ สำหรับกังหันน้ำที่มีหัวน้ำต่ำและอัตราการไหลสูง พลังงานจลน์ที่ทางออกของใบพัดจะมีค่าค่อนข้างมาก และประสิทธิภาพการดึงพลังงานกลับมาใช้ใหม่ของท่อระบายน้ำจะมีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของกังหันน้ำ