Turbiną wodną nazywamy silnik przetwarzający energię mechaniczną wody (energię wody płynącej) na pracę użyteczną w wirniku, w którym następuje zmiana wiru wody i wytwarzanie momentu obrotowego. W turbinach wodnych wykorzystuje się energię ciśnienia i energię prędkości.
W zależności od tego, w jakiej postaci energia jest doprowadzona do wirnika, turbiny dzieli się na dwa rodzaje:
– turbiny akcyjne (natryskowe), w których woda zostaje doprowadzona do wirnika pod ciśnieniem atmosferycznym. W turbinach tego typu zostaje wykorzystana energia kinetyczna.
– turbiny reakcyjne (naporowe), w których woda zostaje doprowadzona do wirnika pod ciśnieniem wyższym niż ciśnienie atmosferyczne (wyjątek stanowi przypadek lewarowego doprowadzenia wody). Turbiny reakcyjne wykorzystują energię ciśnienia wody oraz energię kinetyczną.
W turbinie akcyjnej energia ciśnienia wody na wlocie do turbiny zamieniana jest w dyszy na energię prędkości, która następnie jest przenoszona na wirnik, gdzie następuje zamiana energii kinetycznej wody na energię mechaniczną. W turbinie reakcyjnej ciśnienie wody na wlocie do turbiny zamieniane jest w kierownicy jedynie w pewnej części na prędkość. W wirniku następują obniżenia ciśnienia oraz prędkości związane z zamienianie energii ciśnienia i energii kinetycznej wody na energię mechaniczną.
Turbiny reakcyjne możemy podzielić ze względu na przepływ wody przez wirnik na:
- turbiny promieniowe (wolnobieżne turbiny Francisa),
- promieniowo osiowe zwane diagonalnymi (szybkobieżne turbiny Francisa i Deriaza),
- turbiny osiowe (Kaplana i śmigłowe).
Turbiny możemy też podzielić względem liczbowej wartości wyróżnika szybkobieżności na:
- wolnobieżne,
- średniobieżne
- szybkobieżne,
Natomiast ze względu na liczbę wirników osadzonych na jednym wale na:
- jednowirnikowe
- wielowirnikowe.
Kolejnym podziałem turbin zarówno reakcyjnych jak i akcyjnych jest podział uwzględniający szczegółowe rozwiązania konstrukcyjne takie jak położenie osi wału: turbiny poziome, turbiny pionowe oraz ukośne.
Jeszcze innym kryterium podziału turbin jest ich obudowa i w zależności od jej rodzaju wyróżniamy turbiny o komorze otwartej oraz o komorze zamkniętej (spiralnej, kotłowej). Komora spiralna może być metalowa (blaszana, żeliwna lub stalowa) lub też betonowa.
Źródło:
– instsani.pl