Hidraulikus turbinák - studopediya
A hidraulikus turbina olyan eszköz, amely átalakítja az energiát a mozgó víz forgási mechanikai energiává való járókerék.
A alaptörvénye áramlástani - Bernoulli törvény -, hogy a fajlagos energiafelhasználás H1 belépő lapátkerék hidroturbinás
és a termelés a lapátkerék
ahol p - nyomás Pa; q - folyadék sűrűsége, kg / m 3; g - nehézségi gyorsulás, m / s 2; z - core flow szintjét képest a vett marker összehasonlítás síkban (magasság), m; v - sebesség, m / s.
H. m vagy értékek J / H.
Víz adta a lapátkerék az energia egyenlő az energia különbség, hogy az áramlás a járókerék és azt követően:
Így az egész energia áramlását költségeit az energia helyzetben z1 -z2. nyomási energia (együtt egy potenciális energia), és a mozgási energia
Hidraulikus turbinák, alkalmazásával legalább részben a potenciális energia nevezzük reaktív.
Az ilyen hidraulikus turbinák energiaátalakítási folyamat a járókerék történik túlnyomás. Ezen túlmenően, a turbinakerék a részben felhasznált és a kinetikus energia az áramlás.
Ha vízturbinája használja csak a mozgási energia a patak, akkor nazyvayutsyaaktivnymi. Az ilyen turbinák, Z1 = Z2, P1 = P2, m. E. A víz belép a járókerék anélkül, hogy túlnyomást, és szinte minden a nyomás alakítjuk sebességgel.
Teljesítmény vízturbinája szerint a korábban megadott egyenlet a következőképpen fejezhető ki:
Ebből a képletből következik egy és ugyanazon a feszültséget egy néhány száz kilowatt hogy néhány száz megawatt lehet beszerezni, alacsony és magas QT HT és fordítva.
A gyakorlatban elfogadott, hogy alkossanak osztályokba hydro turbina rendszerek, fajtánként és sorozatonként.
Osztály vízsugarat turbinák kombinálja az alábbi rendszerek: axiális (légcsavar és Kaplan), átlós és Francis turbinák.
Az osztály az aktív vízi turbinák legelterjedtebb úgynevezett Pelton turbinák.
Mindegyik rendszer tartalmaz számos típusú, amely geometriailag hasonló és megegyező részeit áramlási sebességet, (turbina forgási sebessége, működő nyomás alatt 1 m és fejlődési kapacitása 1 liter. A), de különböző méretűek. Geometriailag hasonló hidroturbinás formájában egy sor különböző méretű.
Ezen kívül, minden hidraulikus turbina hagyományosan osztva alacsony, közepes és nagy nyomáson.
Vízturbinák hagyományosan osztva kis, közepes és nagy.
Ha kis vízi turbinák, amelynek kapacitása akár 1000 kW.
A közepén van vízturbinája kapacitása 1000 kW 15.000 kW.
A nagyméretű vízi turbinák vannak, hogy több energiát, mint az átlag.
Aktív hidraulikus turbina. A leggyakoribb aktív hidraulikus turbinák Pelton (külföldön nevezik őket Pelton turbinák). Sematikus ábrája a turbina vödör ábrán látható. 7.4. A víz a upstream cső 2 1 betápláljuk a 4 járókerékkel, készült formájában a lemez szerelt vízszintes turbina tengely és forgó a levegőben. A korong található vödör kések (vödrök) 7. A vödrök egyenletesen oszlanak el a járókerék pereme és egymás után egy „a másik, amikor forog” veszi „vízsugárral.
A víz bevezetését a járókerék fúvókán át 3, amelynek belsejében található a szabályozó tű. A fúvóka egy konvergens fúvóka, a lyukakat, amelyek a turbina kilökődik vízsugarat, a teljes energia, kisebb veszteség utal kinetikus forgási energiáját a turbina kerék. A járókerék és a fúvóka belsejébe helyezzük zárt burkolata 5.
A tű lehet mozgatni a fúvóka hosszirányban, hogy változtassa meg a kimeneti rész, és így szabályozzák a víz áramlását a turbinán keresztül.
Az egyik szélső helyzetét a tű teljes mértékben lezárja a fúvóka, ami a holtpontról a turbina. Víz, ami az energiát a lapáttal, lefolyik róla a kipufogó csatorna (downstream).
7.4 ábra - rendszer impulzus turbina (Almatinskaya HPP-1, APC)
Ha megszakad a hidraulikus egységet a tápegység és a gyors megállás a turbinát a vezetéket nagyon veszélyes lehet a csővezeték víz kalapács. Annak érdekében, hogy megakadályozza a víz kalapács, tű lassú zárás. És ne kerülhessenek veszélyes turbina sebesség és megállítani a gyors kisülés fúvókák alkalmazni a járókerék és a downstream keresztül terelő 6. Ha a turbina sürgősségi eredő műveleti beviteli whipstock jet tű mozog egyszerre.
Szereivényelrendezés Pelton turbinák nagyon változatos, ezek különbözhetnek helyen tengely (függőleges és vízszintes), a fúvókák száma azonos tengely és lapátkerék.
Pelton turbinák használnak a nyomás tartományban 300 - 1770 m-re a járókerék átmérője 7,5 m Ismert turbina 300 MW ..
Osztályú reaktív hidro turbina. By reaktív víz turbinák: Francis, propeller, Kaplan és átlós. Az általános formája járókerekek bemutatott 7.5 ábra.
A főbb jellemzői a jellemző vízsugarat turbinák. A lapátkerék található teljesen a víz, így az áramlás az energiát egyidejűleg valamennyi lapátjai a járókerék.
Mielőtt lapátkerék csak egy része a víz kinetikus energia formájában tárolt potenciális energia által képviselt többi, megfelelő a nyomáskülönbség előtt és után a kerekek.
a víz áramlási feleslegét p / (QG) keresztül nyomás az áramlás útját a járókerék fogyasztják növeli a relatív sebesség, azaz, hogy hozzon létre egy-áramlási nyomást a lapát. Megváltoztatjuk az áramlási irányt miatt a görbület a lapátok ad okot, hogy az aktív áramlási nyomás.
a) egy radiálisán tengely; b) propeller; c) Kaplan;
g) dvuhperovaya; d) átlós.
7.5 ábra - Az általános nézet az járókerék jet turbinák
Légcsavar vízturbina (Pr). Az 1 lapátkerék (lásd 7.6 ábra) egy ház (hüvely) egy idom 2, és a lapátok 3 szerelt elfordulási szöget # 966;. A járókerék lapátok folyam lép csak axiális irányban, úgy, hogy ezeket is nevezik tengelyirányú vízturbina (Kaplan turbina külföldön).
7.6 ábra - a járókerék egy propeller turbina 123
Szennyvíz bevezető a vízturbina útmutató berendezésben 5 szolgál a turbina 4 kamra.
A lapátok száma a járókerék a nyomástól függ, és terjedhet 3-8 (növekvő nyomás esetén növekszik).
Kaplan turbinák (PL). Kiviteli alak szerinti Kaplan turbinák nem különböznek a propeller, de működése során a járókerék lapátok forgatható tengelye körül tengelyére merőleges a szár (lásd 7.6 ábra és 7,7).
1) a munkakerék ház, 2) burkolat, 3) penge 4) a járókerék kamrát, 5) a penge útmutató berendezés
Ábra 7.7 - Járókerék Kaplan-turbina
Által szolgáltatott teljesítmény lapátkerék és egy hidraulikus turbina, hatékonysága egy adott fejet egyaránt függ a nyitó vezető lapátok 5, és a forgásszög p a lapátok képest a hub. Szögének változtatásával környezetben a lapátok különböző terelőlap nyílásokat, és ennek következtében a különböző teljesítmény, találunk olyan helyzetben a pengék, ahol a vizet turbina hatásfok lesz a legnagyobb érték. A járókerék lapátok a hidraulikus turbina lehet forgatni egy bizonyos (optimális) szög (innen a név a Kaplan) egyidejűleg a változás a megnyitása a terelőlapátokat. Ez a kettős szabályozás nagy előnyöket biztosít, mint ahogyan ezt az automatikus fenntartását nagy hatékonyság széles teljesítmény-tartományban.