Rozdíl mezi Kaplanem a Francis Turbine

Kaplan vs Francis Turbine
 

Voda, vždy v pohybu, nese s sebou energii. Lidé vždy přemýšleli o jeho obrovské síle a často ji využívali. Ale teprve po 19. století vyvinuli inženýři strojní zařízení pro efektivní využití této energie. Turbíny jsou stroje určené k zachycení energie z toku tekutiny a její přeměně v mechanickou energii.

Francisova turbína a Kaplanova turbína jsou dva typy reakčních turbín používaných ve vodních elektrárnách pro pohon generátoru. Jsou to nejběžnější typy turbín, které se používají v moderních elektrárnách.

Francis Turbine

Francisova turbína byla vyvinuta Angličanem Jamesem B. Francisem v roce 1849, zatímco pracoval jako hlavní inženýr společnosti Locks and Canals Company. Turbína byla navržena pro pohánění textilních továrních strojů pomocí řeky poblíž. Pomocí vědeckých metod a experimentů byl schopen navrhnout design tak, aby bylo dosaženo až 90% účinnosti. Francisovy turbíny jsou dnes nejčastěji používanými turbínami na světě.

Francisova turbína je uzavřena v pouzdru a lopatky mají speciální zakřivené prvky určené k získání optimálního výkonu z turbíny. Francisovy turbíny pracují pod vodní hladinou 10 až 650 metrů a generátor poháněný turbínou může poskytnout výkon až 750 MW. Turbíny mají rychlostní rozsah od 80 do 100 otáček za minutu.

Francisova turbína má svislou šachtovou sestavu a vodorovně orientovanou rotorovou sestavu, zvanou běžec, který pracuje pod vodou. Přívod vody je také svislý a je nasměrován směrem ke kolejnici pomocí řiditelných vodicích lopatek. Běžec se otáčí hlavně kvůli hmotnosti / tlaku vody.

Kaplanova turbína

Kaplanova turbína byla vyvinuta v roce 1913 rakouským profesorem Viktorem Kaplanem. Je také známý jako vrtulová turbína protože jeho běžec se podobá vrtule lodi. Má nastavitelné nože a branky pro dosažení optimální účinnosti za různých podmínek tlak / hlava. Kaplanova turbína proto může dosáhnout účinnosti až 95% a pracovat za podmínek nízké výšky hlavy, což u Francisových turbín není možné.

V Kaplanově turbíně je také běžec poháněn tlakem a úroveň přívodu vody je řízena vodicími lopatkami. Hlava vody Kaplanovy turbíny se pohybuje od 10 do 70 metrů a výkon generátoru může být od 5 do 120 MW. Průměr běžce je asi 2-8 metrů a poskytuje 80-430 otáček za minutu. Vzhledem k tomu, že Kaplanovy turbíny jsou schopny pracovat za nízkých hlavových podmínek, používají se při výrobě energie s vysokým průtokem a nízkou hlavou po celém světě.. 

Jaký je rozdíl mezi Kaplanem a Francisem Turbínem??

• V Kaplanova turbína voda vstupuje axiálně a opouští axiálně, zatímco ve Francisově turbínové vodě voda vstupuje radiálně a vychází axiálně.

• Kaplanova turbína má 3 až 8 lopatek, zatímco Francisova turbína má 15 až 25 lopatek obecně.

• Kaplanova turbína má vyšší účinnost než Francisova turbína.

• Kaplanova turbína je ve srovnání s Francisovou turbínou menší a kompaktní.

• Rychlost otáčení (RPM) je vyšší než rychlost Francisovy turbíny.

• Kaplanova turbína má menší ztráty třením a vyšší účinnost.

• Kaplanovy turbíny mohou pracovat v širokém rozsahu podmínek hlavy, ale Francisova turbína vyžaduje relativně vyšší podmínky hlavy.

• Kaplanovy turbíny se používají v malých vodních elektrárnách.