Turbína: je to rotor

Turbína: je to rotor (rotační lopatkový stroj), kde se mění hydraulická (potenciální) energie
na kinetickou a následně na mechanickou.

Skládá se:
1) Rozváděcí zařízení – buď trysky nebo natáčecí rozváděcí lopatky (pevný
mechanismus)
2) Oběžné kolo – náboj s lopatkami (otáčející se mechanismus)
Podle průběhu tlaku v rozváděcím a oběžném kole rozeznáváme turbíny =>
a) rovnotlaké – přeměňují veškerou tlakovou energii na pohybovou v rozváděcím zařízení.
V oběžném kole se tlaková energie nemění, tam pouze odevzdá kinetickou energii na
mechanickou (tlak před oběžným kolem je stejný jako za oběžným kolem)

b) přetlakové – část tlakové energie se přemění v rozváděcím zařízení na kinetickou
zbývající tlaková energie se přemění v oběžném kole
obr.

Tlak postupně klesá průchodem rozváděcího zařízení i oběžného kola. (před oběžným kolem je tlak vyšší než za oběžným kolem)

a) Bermaulliho rovnice pro jednotkovou hodnotu:

c) Vodní díla :
1) nízkotlaká – vodní spád do 10 m
2) středotlaká – vodní spád 10 – 60 m
3) vysokotlaká – věší jak 60 m
obrázek - č. 1 – využívá malých spádů, vyžaduje velké průtoky. Vlastní strojovna bývá umístěna v samostatném derivačním kanálu. Ke zvýšení hladiny se využívají jezy.
obrázek – č. 2 – nejčastěji řešená jako přehradní nádrž.

TURBÍNY: Peltonova – rovnotlaká obr.
voda proudí na lopatky tvaru dvojité misky z jedné nebo více trysek : obr.
Francisova turbína ( přetlaková )
1) spirální skříň
2) oběžné lopatky
3) sací potrubí
4) rozváděcí lopatky

Je to nejuniverzálnější turbína pro spády 1 – 500 m, dle volby lopatek. Výkon turbíny regulujeme směnou průtoku vody = natáčením rozváděcích lopatek. oběžné kolo má pevné lopatky = chybný úhel vstupu.

Kaplanova turbína ( přetlaková )
obr.
1) spirální skříň
2) sací trouba
3) lopatky rozváděcí
4) oběžné kolo s natáčivými lopatky


Lopatky oběžného rozváděcího kola se dají natáčet. Čili v každé poloze natáčení lopatek oběžného kola odpovídá správný úhel lopatek rozváděcího kola ( lepší účinnost ). Rychloběžné Kaplanovy tur. jsou v důsledku možného vzniku KAVITACE umístěny tak, že mají oběžné kolo pod hladinou. Max. používaný počet lopatek = 10 ( v důsledku enormního nárůstu průměru oběžného kola, vysokého namáhání podtlaku odstředivé síly ). Naopak při malém počtu – nebezpečí vzniku KAVITACE

KAVITACE – při velké sací výšce u čerpadel a nebo značné sací rychlosti vznikne v nejužším průtokovém průřezu ( při vstupu na lopatky ), tak hluboké vákuum, že se začne vylučovat nebo uvolňovat vzduch absorbovaný v kapalině.
( Kapalina vzkypí ) - KAVITACE

Naopak, když se přivede pára do místa vyššího tlaku ihned zkondenzuje ( zaujme méně místa průtokový průřez se náhle zvětší . Kinetická energie se změní na tlakovou ). V důsledku toho vzniká v čerpadle či turbíně v mezilopatkovém prostoru rázy - čerpadlo chvěje a snižuje se jeho výkon v místě rázů pak nastává mechanické porušování lopatek.
Deriazova turbína ( diagonální )
Průběh rychlostí v oběžném kole a rozváděcím kole

Úhel má být co největší = x pak se dá předpokládat že U1 může být max. = C1 nebo o
něco menší.
Př: Vypočítat - lopatky
Rychlostní trojúhelníky -
aby nenastali rázy proudící kapaliny na oběžnou lopatku musí tato lopatka začínat ve směru relativní rychlosti w pod
Velikost relativní rychlosti se nemá při průchodu lopatkami mnoho měnit.


Článek podporuje:
plastové ohebné hadice pro chladící kapaliny