კაპლანი vs Francis Turbine
წყალი, მუდამ მოძრაობაში, თან ატარებს ენერგიას. ადამიანებს ყოველთვის აინტერესებდათ მისი უზარმაზარი ძალა და ხშირად იყენებდნენ ძალას. მაგრამ, მხოლოდ მე-19 საუკუნის შემდეგ, ინჟინერებმა შეიმუშავეს მექანიზმები, რომ გამოიყენონ ეს ენერგია ეფექტურობით. ტურბინები არის მანქანები, რომლებიც შექმნილია სითხის ნაკადის ენერგიის დასაჭერად და მის მექანიკურ ენერგიად გადაქცევისთვის.
ფრენსის ტურბინა და კაპლანის ტურბინა არის ორი ტიპის რეაქტიული ტურბინები, რომლებიც გამოიყენება ჰიდროელექტროსადგურებში გენერატორის მართვისთვის. ეს არის ყველაზე გავრცელებული ტიპის ტურბინები, რომლებიც გამოიყენება თანამედროვე ელექტროსადგურებში.
ფრენსის ტურბინა
ფრენსის ტურბინა შეიმუშავა ინგლისელმა ჯეიმს ბ. ფრენსისმა 1849 წელს, როდესაც მუშაობდა Locks and Canals Company-ის მთავარ ინჟინერად. ტურბინა გათვლილი იყო ტექსტილის ქარხნის მანქანების ენერგომომარაგებისთვის ახლომდებარე მდინარის გამოყენებით. სამეცნიერო მეთოდებისა და ექსპერიმენტების გამოყენებით მან შეძლო დიზაინის შემუშავება 90%-მდე ეფექტურობის მისაღწევად. დღეს ფრენსის ტურბინები ყველაზე ფართოდ გამოყენებული ტურბინებია მსოფლიოში.
ფრენსის ტურბინა ჩასმულია გარსაცმში და პირებს აქვთ სპეციალური მოხრილი მახასიათებლები, რომლებიც შექმნილია ტურბინისგან ოპტიმალური მუშაობის მოსაპოვებლად. ფრენსის ტურბინები ფუნქციონირებს 10-650 მეტრის წყლის სათავეში და გენერატორს, რომელსაც მართავს ტურბინა, შეუძლია გამომავალი სიმძლავრე 750 მეგავატამდე. ტურბინებს აქვთ სიჩქარის დიაპაზონი 80-დან 100 ბრუნამდე წუთში.
ფრენსის ტურბინას აქვს ვერტიკალური ლილვის შეკრება და ჰორიზონტალურად ორიენტირებული როტორის კრებული, რომელსაც ეწოდება მორბენალი, რომელიც მუშაობს წყლის ქვეშ. წყლის შესასვლელი ასევე ვერტიკალურია და მიმართულია მორბენალისკენ კონტროლირებადი გზამკვლევი ფარებით.მორბენალი ბრუნავს ძირითადად წყლის წონის/წნევის გამო.
კაპლანის ტურბინა
კაპლანის ტურბინა შეიქმნა 1913 წელს ავსტრიელი პროფესორის ვიქტორ კაპლანის მიერ. იგი ასევე ცნობილია, როგორც პროპელური ტურბინა, რადგან მისი გამშვები გემის პროპელერს წააგავს. მას აქვს რეგულირებადი პირები და ვიკეტის კარიბჭე, რათა მიიღოთ ოპტიმალური ეფექტურობა სხვადასხვა წნევის/თავის პირობებში. ამრიგად, კაპლანის ტურბინას შეუძლია მოიპოვოს ეფექტურობა 95% -მდე და იმუშაოს დაბალი დონის პირობებში, რაც შეუძლებელია ფრენსის ტურბინებში.
კაპლანის ტურბინაში ასევე მორბენალი მოძრაობს წნევით და წყლის შეყვანის დონე კონტროლდება სახელმძღვანელო ფანჯრებით. კაპლანის ტურბინის წყლის სათავე მერყეობს 10-70 მეტრამდე და გენერატორის სიმძლავრე შეიძლება იყოს 5-120 მეგავატი. მორბენალის დიამეტრი დაახლოებით 2-8 მეტრია და აწვდის 80-430 ბრუნს წუთში. იმის გამო, რომ კაპლანის ტურბინებს შეუძლიათ იმუშაონ დაბალი ტევადობის პირობებში, ისინი გამოიყენება მაღალი ნაკადის, დაბალი დონის ენერგიის წარმოებაში მთელ მსოფლიოში.
რა განსხვავებაა კაპლანისა და ფრენსის ტურბინებს შორის?
• კაპლანის ტურბინაში წყალი შემოდის ღერძულად და გამოდის ღერძულად, ხოლო ფრენსის ტურბინაში წყალი რადიალურად შემოდის სარბიელში და გამოდის ღერძულად.
• კაპლანის ტურბინის მორბენალს აქვს 3-8 პირი, ხოლო ფრენსის ტურბინის მორბენალს აქვს 15-25 პირი ზოგადად.
• კაპლანის ტურბინას აქვს უფრო მაღალი ეფექტურობა, ვიდრე ფრენსის ტურბინა.
• კაპლანის ტურბინა უფრო პატარა და კომპაქტურია ფრენსის ტურბინასთან შედარებით.
• ბრუნვის სიჩქარე (RPM) უფრო მაღალია ვიდრე ფრენსის ტურბინის.
• კაპლანის ტურბინას აქვს ნაკლები ხახუნის დანაკარგი და უფრო მაღალი ეფექტურობა.
• კაპლანის ტურბინებს შეუძლიათ იმუშაონ სათავე პირობების ფართო დიაპაზონში, მაგრამ ფრენსის ტურბინას ესაჭიროება შედარებით მაღალი სათავე პირობები.
• კაპლანის ტურბინები გამოიყენება მცირე ჰიდროელექტროსადგურებში.
