109863

Różnica wysokości energii w przekroju wynosi H= H2 + Ca/2g - Cb/2g

Moc użyteczna: N= JQH/ 102 [Kw], J- ciężar właściwy wody, Q- przepływ łub przepływność

turbiny.

Współczesna teclinika do kwestionowania turbin o cechach: duża moc, pracuje nawet pod małym spadem, przy dużej przepływności. Psy takich cechach możemy uzyskać duże prędkości obrotowe.

Turbiny wodne

Dzielimy na dwie grupy:

-akcyjne

-reakcyjne

Turbiny wodne-maszyny, które przetwarzają energię wody na energię mechaniczną. Aby uzyskać energię mechaniczną woda musi być spiętrzona w sposób naturalny lub sztuczny. Podstawowym elementem każdej turbiny jest obracający się wirnik z łopatkami.

W turbinach akcyjnych energia potencjalna spiętrzonej wody w całości przekształca się w energię kinetyczną strugi, jeszcze przed wirnikiem turbiny w nieruchomej kierownicy lub dyszy. Ruch obrotowy wirnika uzyskuje się w skutek naporu strugi na jego łopatki. Ciśnienie strugi przed i z wirnikiem jest równe ciśnieniu atmosferycznemu. Wzdłuż łopatek wirnika woda przepływa ruchem jednostajnym.

Turbinie reakcyjnej tylko część energii potencjalnej spiętrzoną wody przekształca się w nieruchomej kierownicy pod wirnikiem na energię kinetyczną stmgi. Pozostała część zamienia się na energię kinetyczną dopiero na łopatkach wirnika. Kanały miedzy łopatkami wirnika zwężają się w kierunku wypływu wody. Zwiększa się wtedy prędkość strugi, a ciśnienie maleje. Pracę wirnika turbiny reakcyjnej zawdzięcza się przede wszystkim działaniu reakcji hydrodynamicznej strugi na łopatkach wirnika.

Ciśnienie wody przy wejściu na łopatki wirnika jest większe od atmosferycznego i maleje przy przepływie Moc użyteczną (kinetyczna) turbiny wodnej .Pu" określamy zależnością:

Pu=ąo*5*Q*g*H [W-wat] r\₀ - sprawność ogólna turbiny 5 - gęstość wody(1000kg/m^

Q - stmmień objętości cieczy przepływającej przez turbinę [m7sek]

H - różnica poziomów cieczy zwana spadem jm] g - przyśpieszenie ziemskie (m/s^l

Parametry największych turbin wodnych: 500 MW

przepływność lOOOm^/s spadek w granicach l,5-r2300m r|₍, — 0,8-r0,94

sprawność    90%.

średnica wirnika    0,2 -4 m    0,25 -10 m

moc    30MW    100MW

Podstawowe równanie turbin wodnych

Wirnik obraca się dookoła osi O z prędkością kątową co. Linia 1,2 przedstawia zarys łopatki wrnika. Cząstki cieczy wpływające do wirnika przez powierzchnie walcową n z prędkością bezwzględną Cj i wpływające zaś przez powierzchnię walcową z prędkością bezwzględną c_?.

Prędkość Cii c,rozkładamy na prędkość unoszenia Uii u?oraz prędkość względną Wii w?.

Kąty zawarte miedzy wektorami prędkości bezwzględnej, a prędkości unoszenia oznaczamy przez oti ,a_? a kąty zawarte między prędkościami względnymi, a ujemnymi wartościami unoszenia przez 01,02.

Składowa obwodowa prędkości Cj.i c? jest określona przez składową obwodową prędkości C„i i C_u?.

Całkowity moment obrotowy jaki płynący strumień wytwarza oddziałując na ścianki łopatek jest równy zmianie momentów ilości ruchu w jednostce czasu wywołanej zmianą składowej obwodowej prędkości C_u na drodze od krawędzi wlotowej do krawędzi wylotowej łopatek. Moment „M" jest równy: