Kaplan vs Francis Turbine
Water, altyd in beweging, dra energie saam. Mense het nog altyd gewonder oor die geweldige krag daarvan en het dikwels van die krag gebruik gemaak. Maar eers in die nasleep van die 19de eeu het ingenieurs masjinerie ontwikkel om hierdie energie doeltreffend te benut. Turbines is die masjiene wat ontwerp is om die energie van die vloeistofvloei op te vang en dit in meganiese energie te verander.
Francis-turbine en die Kaplan-turbine is twee tipes reaksieturbines wat in hidrokragsentrales gebruik word om die kragopwekker aan te dryf. Dit is die mees algemene tipes turbines wat in die moderne kragsentrales gebruik word.
Francis Turbine
Francis-turbine is in 1849 deur die Engelsman James B. Francis ontwikkel terwyl hy as hoofingenieur van die Locks and Canals Company gewerk het. Die turbine is ontwerp om die tekstielfabriekmasjiene aan te dryf deur die nabygeleë rivier te gebruik. Met behulp van wetenskaplike metodes en eksperimentering kon hy die ontwerp ontwikkel om tot 90% doeltreffendheid te behaal. Vandag is Francis-turbines die mees gebruikte turbines in die wêreld.
Francis-turbine is in 'n omhulsel omhul, en die lemme het spesiale geboë kenmerke wat ontwerp is om optimale werkverrigting van die turbine te verkry. Francis-turbines werk onder 'n waterhoogte van 10-650 meter en die kragopwekker wat deur die turbine aangedryf word, kan 'n kraglewering tot 750 MW lewer. Die turbines het 'n spoedreeks van 80 tot 100 omwentelinge per minuut.
Francis-turbine het 'n vertikale assamestelling, en 'n horisontaal georiënteerde rotorsamestelling, genoem die loper, wat onder water werk. Die waterinlaat is ook vertikaal en word na die loper gerig deur beheerbare leisnye. Die hardloper draai hoofsaaklik as gevolg van die gewig / druk van die water.
Kaplan Turbine
Kaplan-turbine is in 1913 deur die Oostenrykse professor Viktor Kaplan ontwikkel. Dit staan ook bekend as die skroefturbine omdat sy loper soos die skroef van 'n skip lyk. Dit het verstelbare lemme en pa altjiehekke om die optimale doeltreffendheid in verskillende druk/kop toestande te verkry. Daarom kan Kaplan-turbine doeltreffendheid tot 95% kry en werk onder lae koptoestand wat nie moontlik is in Francis-turbines nie.
In Kaplan-turbine word die hardloper ook deur die druk aangedryf en die waterinvoervlak word deur die leisnye beheer. Die waterkop van die Kaplan-turbine wissel van 10-70 meter en die kragopwekker se kraglewering kan van 5-120 MW wees. Die deursnee van die hardloper is ongeveer 2-8 meter en lewer 80-430 omwentelinge per minuut. Aangesien die Kaplan-turbines in staat is om onder lae koptoestande te werk, word hulle regoor die wêreld in hoëvloei-, laekopkragproduksie gebruik.
Wat is die verskil tussen Kaplan- en Francis-turbines?
• In Kaplan-turbine gaan water aksiaal in en vertrek aksiaal, terwyl in Francis-turbine water radiaal die loper binnegaan en aksiaal uitgaan.
• Die Kaplan-turbineloper het 3-8 lemme, terwyl Francis-turbineloper oor die algemeen 15-25 lemme het.
• Kaplan-turbine het 'n hoër doeltreffendheid as Francis-turbine.
• Kaplan-turbine is kleiner en kompak in vergelyking met Francis-turbine.
• Die rotasiespoed (RPM) is hoër as dié van die Francis-turbine.
• Kaplan-turbine het minder wrywingverlies en hoër doeltreffendheid.
• Kaplan-turbines kan onder 'n wye reeks koptoestande werk, maar Francis-turbine vereis relatief hoër koptoestande.
• Kaplan-turbines word in klein hidrokragsentrales gebruik.
