Войти
A Плотина Бонневиль Турбина Каплана после 61 года службы Турбина Каплана - это пропеллер -типа водяная турбина с регулируемыми лопастями. Она была разработана в 1913 году австрийским профессором Виктором Капланом, который объединил автоматически регулируемые лопасти гребного винта с автоматически регулируемыми заслонками калитки для достижения эффективности в широком диапазоне расхода и уровня воды.
. Турбина Каплана была эволюция турбины Фрэнсиса. Его изобретение позволило эффективно производить энергию в приложениях с низким напором, что было невозможно с турбинами Фрэнсиса. Напор от 10 до 70 метров, мощность от 5 до 200 МВт. Диаметр рабочего колеса составляет от 2 до 11 метров. Турбины вращаются с постоянной скоростью, которая варьируется от объекта к объекту. Эта скорость колеблется от 54,5 об / мин (плотина водопада Албени ) до 450 об / мин.
Турбины Каплана в настоящее время широко используются во всем мире для производства электроэнергии с высоким расходом и низким напором.
На этом бегунке Каплана видны оси у основания клинка; они позволяют изменять угол наклона лопастей во время работы. Ступица содержит гидроцилиндры для регулировки угла. Виктор Каплан, живущий в Брюнне, Австро-Венгрия (ныне Брно, Чехия), получил свой первый патент на регулируемое лезвие. пропеллерную турбину в 1912 году. Но на создание коммерчески успешной машины потребовалось еще десятилетие. Каплан боролся с проблемами кавитации и в 1922 году отказался от своих исследований по состоянию здоровья.
В 1919 году Каплан установил демонстрационный блок в Подебрады (ныне в Чехии). В 1922 году Voith представил турбину Каплана мощностью 1100 л.с. (около 800 кВт) для использования в основном на реках. В 1924 г. был введен в эксплуатацию блок мощностью 8 МВт в Лилла Эдет, Швеция. Это привело к коммерческому успеху и повсеместному распространению турбин Каплана.
Вертикальная турбина Каплана (любезно предоставлена Voith-Siemens). Турбина Каплана - это турбина с обратным потоком реакцией, что означает, что рабочая жидкость изменяет давление как он движется через турбину и отдает свою энергию. Энергия восстанавливается как от гидростатического напора, так и от кинетической энергии текущей воды. В конструкции сочетаются особенности радиальных и осевых турбин.
Входное отверстие представляет собой спиральную трубу, которая огибает калитку турбины. Вода направляется по касательной через калитку и по спирали попадает на лебедку в форме пропеллера, заставляя ее вращаться.
Выпускное отверстие представляет собой специальную форму отсасывающую трубу, которая помогает замедлять скорость воды и восстанавливать кинетическую энергию.
. Турбина не должна находиться в самой низкой точке потока воды, поскольку пока отсасывающая труба остается наполненной водой. Однако более высокое расположение турбины увеличивает мощность всасывания, создаваемую лопатками турбины вытяжной трубой. Результирующее падение давления может привести к кавитации.
. Изменяемая геометрия калитки и лопаток турбины обеспечивает эффективную работу в различных условиях потока. КПД турбин Каплана обычно превышает 90%, но может быть ниже в приложениях с очень низким напором.
Текущие области исследований включают повышение эффективности на основе вычислительной гидродинамики (CFD) и новые конструкции, которые повышают выживаемость проходящей рыбы.
Поскольку лопасти гребного винта вращаются на подшипниках гидравлического масла высокого давления, критическим элементом конструкции Каплана является поддержание герметичного уплотнения для предотвращения выброса масла в водный путь. Сброс нефти в реки нежелателен из-за нерационального использования ресурсов и, как следствие, экологического ущерба.
Турбинный технический музей Виктора Каплана, Вена Турбины Каплана широко используются во всем мире для производства электроэнергии. Они покрывают самые низкие гидростанции и особенно подходят для условий высокого расхода.
Недорогие микротурбины на модели турбины Каплана производятся для индивидуального производства энергии, рассчитанного на 3 м напора, которые могут работать с напором всего лишь 0,3 м при сильно сниженной производительности при достаточном потоке воды.
Большие турбины Каплана проектируются индивидуально для каждого объекта для работы с максимально возможным КПД, обычно более 90%. Они очень дороги в разработке, производстве и установке, но работают десятилетиями.
Недавно они нашли новое применение в морской генерации энергии волн, см. Волновой Дракон.
Турбина Каплана является наиболее широко применяемой среди турбин пропеллерного типа. но существует несколько других вариантов:
DIVE-Turbine, версия винтовой турбины, во время установки на месте.
модель турбины. колба или трубчатые турбины
модель S-турбины
схема стрейфло-турбины
VLH турбины
схема DIVE-турбины
https://www.wws-wasserkraft.at/en
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с Турбина Каплана. |
