Kaplan vs Francis Türbin
Su, her zaman hareket halindedir, enerjiyi de beraberinde taşır. İnsanlar her zaman onun muazzam gücünü merak etmişler ve çoğu zaman bu gücü kullanmışlardır. Ancak, ancak 19. yüzyılın ardından mühendisler, bu enerjiyi verimli bir şekilde kullanmak için makineler geliştirdiler. Türbinler, akışkan akışından gelen enerjiyi yakalayıp mekanik enerjiye dönüştürmek için tasarlanmış makinelerdir.
Francis türbini ve Kaplan türbini, hidroelektrik santrallerinde jeneratörü çalıştırmak için kullanılan iki tip reaksiyon türbinidir. Modern enerji santrallerinde kullanılan en yaygın türbin türleridir.
Francis Türbin
Francis türbini İngiliz James B. Francis tarafından 1849 yılında Locks and Canals Company'de baş mühendis olarak çalışırken geliştirildi. Türbin, yakındaki nehri kullanarak tekstil fabrikası makinelerine güç sağlamak için tasarlandı. Bilimsel yöntemler ve deneyler kullanarak, %90'a varan verimlilik elde etmek için tasarımı geliştirmeyi başardı. Bugün Francis türbinleri dünyada en yaygın kullanılan türbinlerdir.
Francis türbini bir mahfaza içindedir ve kanatlar, türbinden optimum performans elde etmek için tasarlanmış özel kavisli özelliklere sahiptir. Francis türbinleri 10-650 metre su yüksekliği altında çalışır ve türbin tarafından tahrik edilen jeneratör 750 MW'a kadar güç çıkışı verebilmektedir. Türbinler, dakikada 80 ila 100 devir arasında bir hız aralığına sahiptir.
Francis türbini, dikey bir şaft tertibatına ve su altında çalışan, koşucu adı verilen yatay olarak yönlendirilmiş bir rotor tertibatına sahiptir. Su girişi de dikeydir ve kontrol edilebilir kılavuz kanatlarla kızağa doğru yönlendirilir. Koşucu, esas olarak suyun ağırlığı / basıncı nedeniyle döner.
Kaplan Türbin
Kaplan türbini 1913 yılında Avusturyalı profesör Viktor Kaplan tarafından geliştirildi. Koşucusu bir geminin pervanesine benzediği için pervane türbini olarak da bilinir. Farklı basınç/kafa koşullarında optimum verimi elde etmek için ayarlanabilir kanatlara ve küçük kapılara sahiptir. Bu nedenle Kaplan türbini %95'e varan verimler elde edebilir ve Francis türbinlerinde mümkün olmayan düşük yük koşullarında çalışabilir.
Kaplan türbininde çark da basınçla tahrik edilir ve su giriş seviyesi kılavuz kanatlarla kontrol edilir. Kaplan türbininin su yüksekliği 10-70 metre arasında değişir ve jeneratör güç çıkışı 5-120 MW arasında olabilir. Yolluk çapı yaklaşık 2-8 metredir ve dakikada 80-430 devir sağlar. Kaplan türbinleri düşük yük koşullarında çalışabildikleri için dünya çapında yüksek akışlı, düşük yük güç üretiminde kullanılırlar.
Kaplan ve Francis Türbinleri arasındaki fark nedir?
• Kaplan türbininde su eksenel olarak girer ve eksenel olarak çıkarken, Francis'te türbin su çarka radyal olarak girer ve eksenel olarak çıkar.
• Kaplan türbin çarkında 3-8 kanat bulunurken Francis türbin çarkında genel olarak 15-25 kanat bulunur.
• Kaplan türbini, Francis türbininden daha yüksek verimliliğe sahiptir.
• Kaplan türbini, Francis türbinine kıyasla daha küçük ve kompakttır.
• Dönüş hızı (RPM), Francis türbininden daha yüksektir.
• Kaplan türbini daha az sürtünme kaybına ve daha yüksek verimliliğe sahiptir.
• Kaplan türbinleri çok çeşitli kafa koşulları altında çalışabilir, ancak Francis türbini nispeten daha yüksek kafa koşulları gerektirir.
• Kaplan türbinleri küçük hidroelektrik santrallerinde kullanılır.
