Водяные турбины

Основные типы водяных турбин, применявшиеся в первой половине 20 века, сводятся к трем: Френсиса, пропеллерной и Пелтона.
Основные типы водяных турбин, применявшиеся в первой половине 20 века, сводятся к трем: Френсиса, пропеллерной и Пелтона.

При небольших напорах, до 15 м, турбины Френсиса и пропеллерная устанавливались в открытых камерах на вертикальном или горизонтальном валу.

При больших напорах, свыше 15 м, турбины выполнялись как спиральные и обычно на горизонтальном валу. Турбины больших мощностей устраивались в бетонных спиральных камерах и имели вертикальное расположение вала, чтобы устранить возможность затопления генератора электрического тока.

Большое значение имеет высота положения колеса турбины над нижней водой. При значительных высотах всасывания давление воды в каналах рабочего колеса может понизиться почти до нуля, в результате чего происходит выделение кислорода и других газов из воды, разъедающих металлические части колеса. Это связано, кроме того, с нарушением сплошности движения и ведет к значительному понижению КПД турбины. Явление это называется кавитацией.

Выполнение турбин было доведено уже в 30-е годы до высокой степени совершенства. Небольшие модели диаметром 400 мм давали КПД 0,85-0,89; соответственно этому турбина с диаметром 4 м должна была иметь КПД 0,875-0,92.

Колеса Пелтона устанавливались в горных местностях при больших напорах. Для увеличения мощности применяли несколько (до 4-х) струй. Встречались установки, работающие при напоре свыше 1 000 м.

Турбиностроение до 30-х годов прошлого века развивалось, по преимуществу, опытным путем. Типы колес турбин вырабатывались в заводских лабораториях. В случаях наиболее ответственных выполнялась в небольшом масштабе модель всей установки и испытывалась в лаборатории.

Оказывались более выгодными, хотя бы и значительные, затраты на устройство и изучение турбинной установки в лаборатории, чем переделки и изменения в уже исполненной установке.

Тенденция турбиностроения была направлена в сторону увеличения мощности отдельных единиц; мелкие и средней мощности установки либо исчезали, либо не строились вновь. В таком случае стремление к повышению КПД турбины имеет громадное значение. Поэтому обращалось внимание на нахождение наиболее правильных форм лопастей колес.

Стремление к увеличению быстроходности привело к появлению турбин пропеллерного типа, благодаря которым удалось увеличить быстроходность вдвое. Это также имеет особо важное значение для турбин больших мощностей, так как число оборотов турбины уменьшается с увеличением мощности.

Последним усовершенствованием турбины в то время были поворотные лопатки рабочего колеса, благодаря чему КПД при регулировании работы турбины в широких пределах почти не изменялось (турбины Каплана).

Добавить комментарий