معرفی توربین های هیدرولیکی: توربین کاپلان (The Kaplan Turbine)

معرفی توربین های هیدرولیکی: توربین کاپلان (The Kaplan Turbine)

توربین کاپلان برای کاربردهایی با فشار آب کم طراحی شده است. توربین کاپلان پروانه هایی شبیه به پره ها دارد اما فقط معکوس کار می کند. به جای جابجایی آب به صورت محوری با استفاده از قدرت شفت و ایجاد فشار محوری، نیروی محوری آب بر روی تیغه توربین کاپلان Kaplan عمل می کند و توان شفت را تولید می کند.

بسیاری از توربین هایی که پیش از این تولید شده بودند برای فشارهای بزرگ آب مناسب بودند. با افزایش تقاضای برای انرژی مورد نیاز، احساس شد که توان را از منابع آب با فشار کم مانند رودخانه هایی که در کمترین ارتفاع جریان دارند، مهار کنند. ویکتور کاپلان برای چنین کاربردهایی با فشار کم ، توربینی مشابه با پروانه های کشتی طراحی کرده است. فقط به صورت عکس پروانه ها کار می کند. توربین کاپلان هم چنین با عنوان توربین پروانه ای نامیده می شود.

طراحی توربین کاپلان ( Design of Kaplan Turbine ) 

برای تولید مقدار قابل توجهی توان از فشار کم آب با استفاده از توربین کاپلان Kaplan ، لازم است سرعت جریان بالایی از طریق توربین داشته باشیم. توربین کاپلان برای تطبیق سرعت جریان های بزرگ مورد نیاز طراحی شده است. بجز تنظیم پره های ساختمان توربین کاپلان بسیار شبیه به توربین فرانسیس است. مسیر کلی جریان آب در ورودی توربین کاپلان به صورت شعاعی و در خروجی به صورت محوری است. همانند توربین فرانسیس، توربین  Kaplan Turbine نیز دارای یک حلقه ای از پره های راهنمای ثابت در ورودی توربین است.

معرفی توربین های هیدرولیکی: توربین کاپلان (The Kaplan Turbine)

بر خلاف توربین فرانسیس که پره های راهنما در پیرامون رتور توربین (به عنوان دونده در مورد توربین فرانسیس نامیده می شود)، یک گذر بین لبه های راهنما و روتور توربین کاپلان وجود دارد. شکل مسیر عبوری طوری است که جریان به صورت شعاعی وارد شده، مجبور می شود که در جهت محوری خارج گردد. روتور توربین کاپلان Kaplan شبیه پروانه کشتی است. پره های روتور به شفت مرکزی توربین متصل می شود. پره ها به شفت با مفاصل متحرک متصل می شوند، به طوری که پره ها با توجه به سرعت جریان و فشار آب قابل چرخش باشد.

پره ها توربین کاپلان همانند دیگر توربین های جریان محوری، صفحه ای نمی باشد. در عوض آنها با پیچ و تاب در امتداد طول طراحی شده اند تا جابجایی جریان در ورودی و جریان محوری در خروج امکان پذیر باشد.

 

اصول کار توربین های کاپلان

فشار آب کاری کم است بنابراین سرعت جریان بالا در توربین کاپلان مجاز است. آب  از طریق پره های هدایت شده که به ترتیب به مرتب شده اند  تا جریان را به میزان مناسب چرخش مشخص شده بر اساس روتور توربین برسانند، وارد توربین می شود. جریان از طریق پره های راهنما از مسیرها انحنا دار عبور می کند که جریان شعاعی را به جهت محوری با چرخش اولیه که توسط پره های راهنمای ورودی که در حال حاضر در شکل گرداب آزاد است، ایجاد می شود.

جریان محوری آب با یک جزء نیروی چرخشی اعمال شده بر روی تیغه روتور است و هر دو مومنتوم (تکانه ) خطی و زاویه ای تولید کننده گشتاور و چرخش ( محصول شان توان است) در شافت است، از دست می دهد. طرح تولید هیدرو الکتریکی توسط Kaplan Turbine همانند توربین فرانسیس است.

 

توربین های هیدرولیکی ( HYDRAULIC TURBINES ) 

توربین های هیدرولیکی انرژی را از یک سیال در جریان به یک شفت چرخان انتقال می دهند. توربین چیزی است که می چرخد یا چرخانیده می شود. برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد توربین های هیدرولیکی، اصول کار توربین های هیدرولیک و نحوه طبقه بندی آنها، مجموعه مقالات زیر را بخوانید:

  1. تعریف و مبانی توربین های هیدرولیکی
  2. توربین های هیدرولیکی: توربین پلتون The Pelton Turbine
  3. توربین های هیدرولیکی: توربین فرانسیس Francis Turbine
  4. توربین های هیدرولیکی: توربین کاپلان Kaplan Turbine
  5. علل و اثرات کاویتاسیون در پمپ ها

 

پست های مشابه

خواص روان کننده برای گیربکس
انواع پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی : پمپ دیافراگمی
انواع پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی : پمپ پیستونی

یک نظر ارسال کنید

error: Content is protected !!