توربین کاپلان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
پرش به: ناوبری، جستجو


توربین کاپلان (به انگلیسی: Kaplan turbine) در سال ۱۹۱۳ توسط ویکتور کاپلان اتریشی ابداع شد. این توربین یک توربین عکس‌العملی با جریان داخل شونده (Inward Flow) است که از مفاهیم جریان محوری (Axial) و گردشی (Radial) بهره می‌برد. ورودی تیوبی پیچشی است که به دور دریچه‌های هدایت کننده (Wicket Gates) می‌چرخد. آب توسط دریچه‌های هدایت کننده به صورت مماسی به رانر خورده و توسط تیغه‌های ملخی رانر حالت مارپیچی به خود می‌گیرد که در نهایت باعث چرخش رانر می‌شود.

دو پارامتر تنظیمی زاویه تیغه‌ها و دریچه‌های هدایت کننده باعث می‌شوند توربین‌های کاپلان در محدوده وسیعی کارایی داشته باشند. در کاربردهای خانگی با حدود تراز مؤثر ۶۰ سانتیمتر توربین‌های کاپلان ارزان قیمتی ساخته می‌شوند. هزینه طراحی، ساخت و نصب توربین‌های فرانسیس بسیار زیاد است اما برای سالیان متمادی کار می‌کنند.

انواع مختلف توربین کاپلان[ویرایش]

توربین‌های ملخی (Propeller Turbine)[ویرایش]

پره‌های ملخ قابل تنظیم نبوده و برای کاربردهای کوچک و ارزان استفاده می‌شوند. در مدلهای تجاری این توربینها از چند دسیمتر تراز مؤثر چند صد وات تولید می‌کنند.

توربین حبابی (Bulb) یا لوله‌ای (Tubular)[ویرایش]

در مسیر ورود آب طراحی می‌شوند. یک حباب بزرگ در مرکز لوله آب قرار گرفته و ژنراتور، رانر (runner) و ویکت گیت (wicket gate) را در بر می‌گیرد. توربینهای لوله‌ای طراحی کاملاً محوری دارند (در حالی که توربینهای کاپلان، ویکت گیتهای شعاعی دارند.

توربین Pit[ویرایش]

توربین‌های حبابی همراه با جعبه دنده هستند. با وجود جعبه دنده امکان استفاده از ژنراتور کوچکتر را فراهم می‌کند. در نتیجه برای ارتفاع پایین بسیار مطلوب می‌باشد.

توربین Straflo[ویرایش]

در این توربین روتور توربین و رانر با هم ادغام شده‌اند.

توربین S یا S-Turbine[ویرایش]

این توربین با بیرون بردن ژنراتور از کانال آب، نیاز به محفظه حبابی را از بین برده‌است. در این حالت تورفتگی در کانال ایجاد شده‌است که شفتی توربین را به ژنراتور متصل می‌کند.

توربین تایسون[ویرایش]

طراحی توربین[ویرایش]

مراحل اصلی در طراحی توربین کاپلان به صورت زیر می باشد
مشخصات توربین کاپلان:برای طراحی توربین کاپلان معمولا نیاز به توان خروجی و هد خالص و سرعت دورانی رانر می باشد.
محاسبه ابعاد اصلی:برای شروع به طراحی نیاز به بدست آوردن ابعاد اصلی چرخ می باشد. بدین منظور بایستی در قدم اول سرعت مخصوص توربین مد نظر، که مهمترین فاکتور در طراحی می باشد، را محاسبه کنند.
سنجش ابعاد اصلی با استفاده از نرم افزار TURBNPRO:با کمک نرم افزار TURBNPRO نیز عملیات انتخاب توربین و تعیین ابعاد اصلی را انجام می دهیم.
محاسبه قسمت های مختلف پره:در این مرحله با توجه به روابط موجود خط جریان رسم می گردد.
طراحی و مدلسازی در کتیا:طراحی و مدلسازی با استفاده از دیتاهای بدست امده در مراحل قبل در نرم افزار کتیا رسم می گردد.

پیوند به بیرون[ویرایش]

[۱]

  1. http://www.hamipaper.ir/طراحی-توربین-کاپلان/