Cos'è una turbina idraulica?
Una turbina idraulica è una macchina che converte l'energia dal muovere l'acqua nella forza di rotazione di un albero.L'albero rotante può essere collegato a un generatore per creare elettricità.La principale distinzione di una turbina idraulica da un'altra è se si tratta di una reazione o di un tipo di impulso.Queste categorie sono ulteriormente classificate in progetti specifici tra cui Francis, Kaplan, Pelton, Turgo e turbine a flusso incrociato.
Una turbina di reazione crea rotazione racchiudendo l'albero con la sua ruota attaccata in un involucro per contenere la pressione dell'acqua e funzionareall'interno del flusso d'acqua.Le lame angolate attorno all'albero su una turbina idraulica di reazione causano sollevare la pressione e la forza dall'acqua e la convertono in rotazione.Le turbine di reazione funzionano generalmente con la pressione della testa da bassa a moderata o dell'acqua, livelli.
Un tipo di turbina idraulica di reazione è il design di Francis.Un'ingresso a forma di spirale dirige l'acqua nella ruota o sul corridore.Le palette regolabili guidano l'acqua contro il corridore nell'angolazione desiderata.La pressione e il flusso dell'acqua vengono modificati dalla reazione con il corridore, creando così la coppia.
La turbina di Kaplan, o elica è un'altra variazione sul tipo di reazione.Il design incorpora le palette per guidare il flusso d'acqua e le lame sull'albero del rotore simile a un'elica di navi.Le lame sono regolabili per massimizzare l'efficienza attraverso una gamma di livelli di pressione se c'è abbastanza flusso d'acqua, rendendo così questo design molto flessibile.
Una turbina a impulsi crea la rotazione attraverso la forza di un flusso di acqua diretto verso una serie di secchi otazze, che circondano l'albero.I secchi non sono immersi in acqua, ma sono spostati dal flusso d'acqua.La velocità dell'acqua viene aumentata forzandola attraverso un ugello prima che colpisca i secchi.Le turbine a impulsi possono funzionare a livelli elevati e non richiedono che la ruota sia racchiusa.
La versione Pelton della turbina idraulica a impulsi, cioè la ruota di Pelton, ha una serie di secchi su un anello attorno all'albero.I secchi sono divisi nel mezzo, quindi la forza dell'acqua dall'ugello non è bloccata da un secchio di raggiungere il successivo.Le curve d'acqua attorno alla forma di ogni secchio arrotondato attraverso quasi 180 e deg;e la sua velocità diminuisce sostanzialmente.L'acqua rallentata cade in un canale di scarico sotto la turbina.
Un'altra turbina a impulsi è il design Turgo.Questa unità è simile alla ruota di Pelton, ma i secchi sono piatti su un bordo circondato da una fascia che circonda.L'ugello dirige l'acqua contro i secchi in modo che entri da un lato e si scarichi dall'altro.Il Turgo gestisce una velocità più elevata rispetto alla configurazione di Pelton usando una ruota più piccola perché l'acqua di ingresso non si mescola con lo scarico.
Le turbine a flusso incrociato funzionano con un rotore a forma di tamburo limitato su entrambeun design elica o a doppia elica.L'ugello di questa turbina idraulica dirige l'acqua attraverso il rotore in modo tale che l'acqua contatti le pale due volte prima di spendere la sua energia e cadere nella scarica.Le turbine a flusso incrociato possono funzionare con pochissima testa, anche con un flusso di grandi dimensioni.