Τι είναι οι στρόβιλοι νερού;

Οι στρόβιλοι νερού χρησιμοποιούνται για την εξαγωγή ενέργειας από το κινούμενο νερό, συνήθως για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας.Λειτουργούν αναγκάζοντας το νερό μετά από κλίση λεπίδες, τα οποία περιστρέφονται.Οι στρόβιλοι νερού μπορούν να συνδεθούν μηχανικά σε μηχανήματα ή σε ηλεκτρική γεννήτρια.Οι ατμοστρόβιλοι χρησιμοποιούν αέριο ατμό, αντί για υγρό νερό, για να λειτουργούν.

Ο πρόδρομος των υδάτινων στροβίλων ήταν ο τροχός του νερού, ο οποίος χρησιμοποιήθηκε για χιλιάδες χρόνια.Ένας τροχός νερού προσανατολίζεται κάθετα με μόνο ένα μικρό τμήμα βυθισμένο κάτω από το νερό ανά πάσα στιγμή.Αυτός ο τύπος τροχού βασίζεται στην οριζόντια ορμή του νερού σε ένα ποτάμι για να γυρίσει.Για να λειτουργήσει αυτό, ο τροχός πρέπει να έχει κορυφογραμμές ή κάδους για να πιάσει το νερό.Η ίδια αρχή χρησιμοποιείται στον τροχό με ατμόπλοιο.

Οι στρόβιλοι νερού, ωστόσο, λειτουργούν με διαφορετικό τρόπο, με τις λεπίδες να είναι διατεταγμένες με τρόπο ανάλογη με εκείνες ενός ανεμόμυλου.Το υγρό ρέει μέσα από έναν ανεμόμυλο και όχι το παρελθόν.Ο ίδιος σχεδιασμός χρησιμοποιείται για τους στροβίλους νερού, αν και το σχήμα των λεπίδων είναι βελτιστοποιημένο για νερό αντί για αέρα.

Ο στρόβιλος νερού άρχισε να χρησιμοποιείται εκτενώς κατά τη διάρκεια του 19ου αιώνα.Πριν από την ηλεκτρική ενέργεια ήταν διαθέσιμη, τα εργοστάσια τροφοδοτήθηκαν μηχανικά.Οι στρόβιλοι νερού προσαρτήθηκαν σε μηχανήματα με τον ίδιο τρόπο που ο κινητήρας ενός αυτοκινήτου είναι προσαρτημένη στους τροχούς του.Ένας κινητήρας μπορεί να συνεχίσει να περιστρέφεται ενώ ένα κιβώτιο διανέμει ισχύς στους τροχούς κάνοντας ή σπάζοντας μια μηχανική σύνδεση.Με παρόμοιο τρόπο, ένα εργοστάσιο μπορεί να τροφοδοτείται χωρίς να περιλαμβάνει ηλεκτρική ενέργεια.

Τον τελευταίο καιρό, οι στρόβιλοι υδάτων έχουν χρησιμοποιηθεί σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς.Αυτά τα φυτά συνήθως περιλαμβάνουν ένα φράγμα με σημαντική διαφορά στη στάθμη του νερού μεταξύ των πλευρών.Το φυτό εξάγει τη βαρυτική δυναμική ενέργεια που αποθηκεύεται στο υψηλότερο νερό, αναγκάζοντάς το να ρέει μέσα από τους στροβίλους των υδάτων.Με άλλα λόγια, καθώς το νερό πέφτει από το υψηλό επίπεδο στο χαμηλό επίπεδο, ωθεί τις λεπίδες του στροβίλου του νερού και περιστρέφει τον στρόβιλο.Η περιστροφική ενέργεια μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια με ηλεκτρική γεννήτρια.Το 2008, η υδροηλεκτρική ενέργεια αντιπροσώπευε την πλειοψηφία των παραγόμενων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας παγκοσμίως.

Οι ατμοστρόβιλοι, από την άλλη πλευρά, αντιστοιχούν στην ενέργεια από τον ατμό αντί του υγρού νερού.Χρησιμοποιούνται εκτενώς σε άλλους τύπους σταθμών ηλεκτροπαραγωγής.Στην πραγματικότητα, ο ατμοστρόβιλος είναι η κύρια μέθοδος μετατροπής της θερμικής ενέργειας σε κινητική ενέργεια σε εφαρμογές μεγάλης κλίμακας.Είτε η θερμότητα σε ένα σταθμό παραγωγής ενέργειας προέρχεται από καύση άνθρακα ή πυρηνική σχάση, χρησιμοποιείται για να βράσει νερό και να παράγει ατμό.Ο ατμός υψηλής πίεσης εκτρέπεται στη συνέχεια να ρέει μέσω ενός στροβίλου, προκαλώντας το να περιστρέφεται γρήγορα και να μετατρέψει μια ηλεκτρική γεννήτρια.