Каплан ба Фрэнсис Турбин
Үргэлж хөдөлгөөнд байдаг ус өөртөө энергийг авч явдаг. Хүн төрөлхтөн түүний асар их хүчийг үргэлж гайхшруулж, ихэвчлэн хүчийг ашигладаг. Гэвч 19-р зууны дараа л инженерүүд энэ энергийг үр ашигтай ашиглах машин зохион бүтээжээ. Турбин нь шингэний урсгалаас энергийг авч механик энерги болгон хувиргах зориулалттай машин юм.
Франсис турбин ба Каплан турбин нь усан цахилгаан станцуудад генераторыг жолоодоход ашигладаг хоёр төрлийн урвалын турбин юм. Эдгээр нь орчин үеийн цахилгаан станцуудад ашиглагддаг хамгийн түгээмэл турбинууд юм.
Francis Turbine
Франсис турбиныг Англи хүн Жеймс Б. Франсис 1849 онд Locks and Canals компанийн ерөнхий инженерээр ажиллаж байхдаа бүтээжээ. Турбин нь ойролцоох голыг ашиглан нэхмэлийн үйлдвэрийн машинуудыг тэжээхэд зориулагдсан байв. Шинжлэх ухааны арга, туршилтыг ашиглан тэрээр 90% хүртэл үр ашигтай байх дизайныг боловсруулж чадсан. Өнөөдөр Францисын турбинууд нь дэлхийн хамгийн өргөн хэрэглэгддэг турбинууд юм.
Франсис турбин нь янданд бэхлэгдсэн бөгөөд ир нь турбинаас оновчтой гүйцэтгэлийг бий болгох зориулалттай тусгай муруй шинж чанартай байдаг. Фрэнсис турбинууд 10-650 метрийн усны өндөрт ажилладаг бөгөөд турбинаар удирддаг генератор нь 750 МВт хүртэл эрчим хүч гаргах боломжтой. Турбинууд нь минутанд 80-100 эргэлтийн хурдтай.
Франсис турбин нь босоо тэнхлэгийн угсралт, усан дор ажилладаг гүйгч гэж нэрлэгддэг хэвтээ чиглэлтэй роторын угсралттай. Усны оролт нь мөн босоо бөгөөд удирдаж болох чиглүүлэгч сэнсээр гүйгч рүү чиглэнэ. Гүйгч нь усны жин/даралтын нөлөөгөөр голчлон эргэдэг.
Каплан турбин
Каплан турбиныг 1913 онд Австрийн профессор Виктор Каплан бүтээжээ. Гүйгч нь хөлөг онгоцны сэнстэй төстэй тул түүнийг сэнсний турбин гэж нэрлэдэг. Энэ нь янз бүрийн даралт / толгойн нөхцөлд оновчтой үр ашгийг олж авахын тулд тохируулгатай ир, хаалганы хаалгатай. Тиймээс Каплан турбин нь 95% хүртэл үр ашиг олж, Фрэнсисийн турбинуудад боломжгүй бага даралттай нөхцөлд ажиллах боломжтой.
Каплан турбинд мөн гүйгчийг даралтаар хөдөлгөж, усны оролтын түвшинг чиглүүлэгч сэнсээр удирддаг. Каплан турбины усны өндөр нь 10-70 метр, генераторын хүч нь 5-120 МВт-ын хооронд хэлбэлздэг. Гүйлтийн диаметр нь ойролцоогоор 2-8 метр бөгөөд минутанд 80-430 эргэлт хийдэг. Каплан турбинууд нь бага хүчдэлийн нөхцөлд ажиллах чадвартай тул дэлхий даяар өндөр урсгалтай, бага толгойтой эрчим хүчний үйлдвэрлэлд ашигладаг.
Каплан болон Фрэнсис Турбин хоёрын ялгаа юу вэ?
• Каплан дахь турбин ус тэнхлэгийн дагуу орж, тэнхлэгийн дагуу гадагшилдаг бол Фрэнсисийн турбин ус гүйгч рүү радиаль байдлаар орж, тэнхлэгийн дагуу гардаг.
• Каплан турбин гүйгч нь 3-8 иртэй бол Фрэнсис турбин гүйгч нь ерөнхийдөө 15-25 иртэй.
• Каплан турбин Фрэнсис турбинаас илүү үр ашигтай.
• Каплан турбин нь Фрэнсис турбинтай харьцуулахад жижиг бөгөөд авсаархан.
• Эргэлтийн хурд (RPM) нь Фрэнсис турбиныхаас өндөр байна.
• Каплан турбин нь үрэлтийн алдагдал багатай, үр ашиг өндөртэй.
• Каплан турбинууд нь янз бүрийн толгойн нөхцөлд ажиллах боломжтой боловч Фрэнсис турбин нь толгойн харьцангуй өндөр нөхцөл шаарддаг.
• Каплан турбинуудыг жижиг усан цахилгаан станцуудад ашигладаг.
