Kaplan vs Francis Turbine
Voda, uvijek u pokretu, nosi energiju sa sobom. Ljudi su se oduvijek čudili njegovoj ogromnoj moći i često su je koristili. Ali, tek u osvit 19. vijeka, inženjeri su razvili mašineriju da efikasno iskoriste ovu energiju. Turbine su mašine dizajnirane da hvataju energiju iz protoka fluida i pretvaraju je u mehaničku energiju.
Francisova turbina i Kaplanova turbina su dvije vrste reakcionih turbina koje se koriste u hidroelektranama za pogon generatora. To su najčešći tipovi turbina koje se koriste u modernim elektranama.
Francis Turbine
Francisovu turbinu razvio je Englez James B. Francis 1849. dok je radio kao glavni inženjer u kompaniji Locks and Canals Company. Turbina je projektovana za pogon mašina tekstilne fabrike korišćenjem obližnje reke. Koristeći naučne metode i eksperimentisanje, uspeo je da razvije dizajn da postigne efikasnost do 90%. Danas su Francisove turbine najčešće korištene turbine na svijetu.
Francis turbina je zatvorena u kućište, a lopatice imaju posebne zakrivljene karakteristike dizajnirane za postizanje optimalnih performansi od turbine. Francisove turbine rade pod naponom vode od 10-650 metara, a generator koji pokreće turbina može dati izlaznu snagu do 750 MW. Turbine imaju raspon brzine od 80 do 100 okretaja u minuti.
Francisova turbina ima vertikalni sklop osovine i horizontalno orijentisan sklop rotora, nazvan trkač, koji radi pod vodom. Ulaz za vodu je također okomit i usmjeren je prema vodilici pomoću upravljivih vodilica. Trkač se rotira uglavnom zbog težine / pritiska vode.
Kaplan turbina
Kaplan turbinu razvio je 1913. godine austrijski profesor Viktor Kaplan. Poznata je i kao propelerna turbina jer njen trkač liči na propeler broda. Ima podesive lopatice i prolazne kapije za postizanje optimalne efikasnosti u različitim uslovima pritiska/glave. Stoga, Kaplanova turbina može postići efikasnost do 95% i raditi pod niskim naponom, što nije moguće u Francisovim turbinama.
U Kaplan turbini takođe se trkač pokreće pritiskom, a nivo ulazne vode kontroliše vodeće lopatice. Visina vode Kaplanove turbine kreće se od 10-70 metara, a izlazna snaga generatora može biti od 5-120 MW. Prečnik klizača je oko 2-8 metara i isporučuje 80-430 obrtaja u minuti. Budući da su Kaplanove turbine sposobne da rade u uslovima niskog napona, koriste se u proizvodnji energije velikog protoka i niskog pritiska širom sveta.
Koja je razlika između Kaplanove i Francis turbine?
• Kod Kaplanove turbine voda ulazi aksijalno i izlazi aksijalno, dok u Francis turbini voda ulazi u pogon radijalno i izlazi aksijalno.
• Kaplanova turbina ima 3-8 lopatica, dok Francisova turbina ima 15-25 lopatica općenito.
• Kaplanova turbina ima veću efikasnost od Francisove turbine.
• Kaplanova turbina je manja i kompaktnija u poređenju sa Francisovom turbinom.
• Brzina rotacije (RPM) je veća od one kod Francisove turbine.
• Kaplanova turbina ima manji gubitak trenja i veću efikasnost.
• Kaplanove turbine mogu raditi u širokom rasponu uvjeta glave, ali Francisova turbina zahtijeva relativno veće uvjete glave.
• Kaplanove turbine se koriste u malim hidroelektranama.
