Гідравлі́чна турбі́на (гідротурбі́на) (англ. hydraulic turbine) або водяна́ турбі́на (англ. water turbine) — лопатева машина (турбіна), що безперервно перетворює енергію руху води на механічну енергію обертання вала. Основне застосування гідротурбіни знайшли на гідроелектростанціях.
Будова
Основними робочими органами гідротурбіни є нерухоме сопло чи напрямний апарат, яким водяний потік спрямовується на робоче колесо турбіни, і саме обертове робоче колесо, на лопатях якого перетворюється енергія цього потоку в енергію обертового руху вала колеса та гідрогенератора.
Класифікація
За принципом дії гідротурбіни поділяють на:
- активні турбіни (вільноструменеві) — гідравлічні турбіни, в яких використовується кінетична енергія потоку;
- реактивні турбіни (напірноструменеві) — гідравлічні турбіни, в яких використовується кінетична і потенціальна енергія потоку.
За розташуванням вала робочого колеса гідротурбіни поділяються на вертикальні, горизонтальні і похилі.
Активні гідротурбіни
До найпоширеніших активних гідротурбін належать ковшеві турбіни (колесо Пелтона), робоче колесо яких являє собою диск, по обводу якого розміщено лопаті у вигляді подвійних ковшів. Напрямним апаратом (одним або кількома соплами) струмінь води під атмосферним тиском з великою швидкістю підводиться до ковшів і з малою швидкістю під тим самим тиском сходить з колеса. Витрату води, а отже, і потужність турбіни регулюють голкою, що її переміщує спеціальний привод.
Потужність ковшевих гідротурбін може досягати 250 МВт, діаметр робочого колеса буває в межах від 0,35 до 5,2 м; робочий напір (різниця між рівнями води перед входом у гідравлічну силову установку і за нею) 40…250 (невеликі турбіни) і 300…1700 м (великі турбіни).
Реактивні гідротурбіни
Реактивні гідротурбіни за напрямом руху води в робочому колесі (відносно його осі обертання) поділяють на осьові (поворотно-лопатеві або турбіни Каплана, пропелерні) і неосьові (радіально-осьові або турбіни Френсіса, діагональні).
Основними елементами проточної частини реактивної гідротурбіни є: турбінна (спіральна) камера, що забезпечує рівномірне надходження води по всьому контуру напрямного апарата; напрямний апарат з профільованими лопатками, що регулює витрату води (вона виходить з апарата під тиском, вищим за атмосферний); робоче колесо (з поворотними або нерухомими лопатями), вал якого з'єднано з валом гідрогенератора; дифузорна відсмоктувальна труба, що зменшує швидкість води і тим самим дає змогу використовувати значну частину кінетичної енергії водяного потоку.
Потужність поворотно-лопатевих гідротурбін сягає до 250 МВт, діаметр робочого колеса 1,0…10,5 м, робочий напір 2…70 м; діагональних гідротурбін — відповідно до 350 МВт, 2,5…7,65 м, 40…120 м; радіально-осьових гідротурбін — до 800 МВт, 0,35…8,5 м, 2…200 (невеликі турбіни), 40…600 м (великі турбіни).
Коефіцієнт корисної дії найдосконаліших гідротурбін становить 0,94…0,95.
Див. також
Примітки
- ДСТУ 2842-94 Турбіни гідравлічні. Терміни та визначення.
Джерела
Вікісховище має мультимедійні дані за темою: Гідравлічна турбіна |
- Барлит В. В. Гидравлические турбины / В. В. Барлит. — К.: Вища школа. — 360 с.
- Эдель Ю. У. Ковшовые гидротурбины / Ю. У. Эдель. — 2-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, 1980. — 288 с.
- Сидоров В. І. Технології гідро- та вітроенергетики. — Черкаси: Вертикаль, видавець Кандич С. Г., 2016. — 166 с.
Посилання
- Турбіна гідравлічна // Універсальний словник-енциклопедія. — 4-те вид. — К. : Тека, 2006.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет