Турбина на Францис

от Уикипедия, свободната енциклопедия
Направо към: навигация, търсене
Турбина на Францис(courtesy Voith-Siemens)

Турбината на Францис (James B. Francis) е тип водна турбина под налягане. Има два типа такива турбини според разположението на ротора им - вертикални и хоризонтални. Тези турбини са едни от най-разпространените в днешно време. Използват се преди всичко за производство на електрическа енергия.

История[редактиране | edit source]

В миналото често било използвано водно колело за задвижване на мелници или специални ковашки чукове. Недостатък на водното колело обаче била неговата малка ефективност. В 19 век ефективността му била повишена толкова, че водната турбина (която е всъщност модерно водно колело) можела да съперничи на парната машина.

В 1826 година Benoit Fourneyron изобретил много ефективна (80%) водна турбина, в която водата влиза до колелото с лопатките тангенциално. Jean-Victor Poncelet изобретил през 1820 година турбина с подобен принцип на действие. S.B. Howd получил в 1838 година в САЩ патент за подобна турбина.

В 1848 година James B. Francis усъвършенствал гореспоменатата турбина и успял да получи общ коефициент на полезно действие 90%. За целта използвал различни научни методи и експерименти. Неговите методи за изчисление и измервания имали значителен принос в технологиите за разработване и конструиране на турбини. С помощта на неговите методи за анализ могат да бъдат разработвани максимално ефективни турбини, точно отговарящи на конкретните изисквания и условия.

Принцип на действие[редактиране | edit source]

Турбината на Францис е турбина, работеща под налягане. Това означава, че работната течност при преминаването си през турбината променя своето налягане и при това предава своята енергия. Роторът на турбината се намира между входа с високо налягане и изхода с ниско налягане, обикновено намиращ се на долната част на язовира.

Входният тръбопровод към турбината има формата на спирала. С помощта на специални венци на статорното колело водата е насочвана тангенциално към роторното колело. Лопатките на статорното колело понякога са подвижни. Това позволява да се избере най-подходящият режим на работа в зависимост от наличния воден поток. Водата от роторното колело изтича по посока на оста на въртене (аксиално).

При преминаването си през роторното колело водата намалява своята ротационна скорост и в същото време му предава своята енергия. Този ефект (заедно със самотното действие на високото налягане на водата) допринася за високата ефективност на този тип турбини.

Приложение[редактиране | edit source]

Турбините на Францис се използват в енергетиката. Използват се преди всичко при средни и стабилни водни дебити със средни стръмности. Такива турбини се използват в специални електроцентрали, които имат възможност да изпомпват водата обратно нагоре до язовира. В този случай генераторите се включват в двигателен режим, а турбините работят като водни помпи. Така например най-голямата европейска водна електроцентрала от този тип Dlouhé straně в Чехия използва две турбини на Францис с мощност 325 MW.

Галерия[редактиране | edit source]

Виж също[редактиране | edit source]

Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното Лиценз за свободна документация на ГНУ Тази страница частично или изцяло представлява превод на страницата „Francisova turbína“ в Уикипедия на чешки. Оригиналният текст, както и този превод, са защитени от Лиценза „Криейтив Комънс - Признание - Споделяне на споделеното“, а за съдържание, създадено преди юни 2009 година — от Лиценза за свободна документация на ГНУ. Прегледайте историята на редакциите на оригиналната страница, както и на преводната страница, за да видите списъка на съавторите.