Francisova turbína
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Francisova turbína je podtypem vodní turbíny, vyvinuté James. B. Francisem. Jedná se o přetlakovou turbínu. Má dvě podvarianty podle uložení hřídele a to vertikální a horizontální.
Francisovy turbíny patří mezi nejpoužívanější. Používají se pro produkci elektrické energie.
Obsah |
[editovat] Historie
V minulosti často používané vodní kolo sloužilo jako pohon pro mlýny nebo hamry. Jeho nevýhodou byla ale nedostatečná efektivita. V 19. století se podařilo jeho efektivitu zvýšit natolik, že vodní turbína mohla úspěšně soupeřit s parním strojem.
V roce 1826 Benoit Fourneyron vyvinul vysoce efektivní (80%) vodní turbínu. Voda byla směrována tangenciálně turbínou a tím ji roztáčela. Jean-Victor Poncelet vyvinul v roce 1820 turbínu na podobném principu. S. B. Howd získal v USA v roce 1838 patent pro další turbínu tohoto typu.
V roce 1848 James B. Francis vylepšil tyto předchozí turbíny a podařilo se mu dosáhnout celkové 90% efektivity. Pomocí vědeckých postupů a sady testů a měření vytvořil maximálně efektivní turbínu. Jeho přispěním se navíc metody výpočtů a měření staly součástí teorie turbín. Pomocí jeho analytických metod lze nyní úspěšně navrhnout maximálně efektivní turbínu, která bude přesně odpovídat konkrétním požadavkům instalace.
[editovat] Princip činnosti
Francisova turbína je přetlaková turbína, což znamená, že pracovní kapalina mění tlak během své cesty strojem. Při tom odevzdává svou energii. Pro udržení toku vody jsou nutné rozváděci lopatky. Rotor turbíny se nachází mezi vysokotlakým přívodem a nízkotlakou savkou většinou v patě přehrady.
Vstupní potrubí se postupně zužuje. Pomocí rozváděcích (automaticky stavěných regulátorem) lopatek je voda směřována na rotor.
Jak voda prochází rotorem, její rotační rychlost se zmenšuje a zároveň odevzdává energii rotoru. Tento efekt (spolu s působením samotného vysokého tlaku vody) přispívá k efektivitě turbíny.
 Francisova turbína a generátor |
 Rozváděcí lopatky u konce přívodu(řez) |
 Rozváděcí lopatky u začátku přívodu (řez) |
Výstup z turbíny savka je tvarován tak, aby byla rychlost výstupní vody co nejnižší.
[editovat] Použití
Francisovy turbíny se používají v energetice. Používá se pro střední a větší průtoky a spády. Jsou časté zejména u přečerpávacích elektráren. Například největší evropská přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé Stráně používá dvě Francisovy turbíny o výkonu 325 MW.
