Turbine Francis: Ny fomba fiasany sy ny tombony azo avy amin'ny angovo azo avy amin'ny rano
Pendahuan
Ao anatin'ny ezaka maneran-tany hampitomboana ny faharetana sy hampihenana ny fiankinan-doha amin'ny solika fôsily, dia lasa ifantohana lehibe ny loharanon-kery azo havaozina. Ny iray amin'ireo loharanon-kery azo havaozina izay mampiasa tsara indrindra ny fahafahan'ny natiora dia ny herin'ny rano. Miantehitra amin'ny herin'ny rano mikoriana io angovo io mba hamokarana herinaratra. Amin'ireo karazana turbine isan-karazany ampiasaina amin'ny famokarana herinaratra avy amin'ny rano, ny turbine Francis no iray amin'ireo mahomby indrindra sy azo ampiasaina amin'ny zavatra maro. Hodinihin'ity lahatsoratra ity ny fomba fiasan'ny turbine Francis sy ny tombony azony amin'ny sehatry ny herin'ny rano.
Inona no atao hoe Turbine Francis?
Ny turbine Francis dia karazana turbine mihetsika ampiasaina betsaka amin'ny toby famokarana herinaratra avy amin'ny rano. Nomena anarana avy amin'ny mpamorona azy, James B. Francis, izay namorona azy io tamin'ny tapaky ny taonjato faha-19. Ireo turbine ireo dia natao ho an'ny hafainganam-pandeha avo lenta sy fahombiazana avo lenta, ahafahan'izy ireo mampiasa karazana fepetra fikorianan'ny rano isan-karazany.
Ny fiasan'ny Turbine Francis
Miasa amin'ny foto-kevitry ny fanovana ny angovo azo avy amin'ny rano ho angovo kinetika ary amin'ny farany ho angovo mekanika ny turbine Francis, izay ampiasaina hanodinana ny gropy. Ity ambany ity ny fanazavana amin'ny antsipiriany kokoa momba ny fiasan'ny turbine Francis.
1. Fidiran'ny rano: Mikoriana avy amin'ny farihin-drano na renirano ny rano mankany amin'ny fantsona lehibe antsoina hoe penstock. Miasa mba hitarihana sy hampitomboana ny hafainganam-pandehan'ny fikorianan'ny rano mankany amin'ny turbine ny penstock.
2. Varavarankely mpitari-dalana: Avy eo ny rano dia mandalo andiana varavarankely mpitari-dalana azo amboarina, fantatra amin'ny anarana hoe varavarankely mpitari-dalana na vavahady wicket. Ireo varavarankely mpitari-dalana ireo dia mandrindra ny habetsahan'ny rano miditra ao amin'ny turbine ary mitarika izany mankany amin'ny varavaran'ny turbine amin'ny zoro tsara indrindra.
3. Mpitondra herinaratra: Rehefa avy mandalo ireo vane mpitari-dalana ny rano dia mikoriana mankany amin'ny lelan'ny turbine, izay mifandray amin'ny mpitondra herinaratra. Ny mpitondra herinaratra no ampahany lehibe amin'ny turbine, miendrika kodiarana ary misy lelany miolikolika maromaro. Rehefa mikoriana amin'ireo lelany ireo ny rano, dia miova ho angovo mekanika amin'ny endrika fihodinana ny angovo mety hitranga sy ny angovo kinetika an'ny rano.
4. Fahombiazana sy Angovo Kinetika: Ny rano mikoriana amin'ny alalan'ny "runner" dia miteraka hafainganam-pandeha avo lenta miaraka amin'ny fahombiazana tena tsara. Ny angovo kinetika avy amin'io fihodinana io dia afindra any amin'ny gropy amin'ny alalan'ny "shaft".
5. Mpandrindra ny Gropy: Ny fihodinan'ny "runner" dia ampiasaina hampandehanana ny gropy izay mamokatra herinaratra. Ity gropy ity dia mamadika ny angovo mekanika ho angovo elektrika izay azo zaraina amin'ny alàlan'ny tambajotra herinaratra ho an'ny mpanjifa.
Fanorenana sy famolavolana
Ny turbine Francis dia mazàna natao hiasa amin'ny karazana lohan-drivotra sy fikorianan'ny rano isan-karazany, ka mahatonga azy ireo ho mora ampiasaina amin'ny fampiharana isan-karazany. Ireto misy singa fototra amin'ny turbine Francis:
– Fonony: Matetika vita amin'ny vy na tsỳ (glacière), ity fonony ity dia miaro sy manohana ny singa rehetra ao amin'ny turbine.
– Mpitondra herinaratra: Ny ampahany lehibe indrindra amin'ny turbine izay mihodina mba hampandehanana ny gropy.
– Vala mpitari-dalana: Vala azo amboarina mba hifehezana ny fikorianan'ny rano mankany amin'ny milina.
– Penstock: Fantsona lehibe izay mitondra rano avy amin'ny fitoeran-drano mankany amin'ny turbine amin'ny tsindry avo.
– Fantsona fivoahan'ny rano: Fantsona fivoahan'ny rano mihakely mba hampihenana ny hafainganam-pandehan'ny rano mivoaka ny turbine sy hampitomboana ny fahombiazana.
Tombony azo avy amin'ny Francis Turbine
Ny fampiasana ny Francis Turbines amin'ny toby famokarana herinaratra avy amin'ny rano dia mitondra tombony maro raha oharina amin'ny karazana turbines hafa:
1. Fahombiazana ambony: Ny turbine Francis dia fantatra amin'ny fahombiazany avo lenta, matetika mahatratra 90% na mihoatra amin'ny fepetra tsara indrindra. Io fahombiazana avo lenta io dia midika fa angovo bebe kokoa no azo ovaina ho herinaratra avy amin'ny habetsahan'ny rano milatsaka tsirairay.
2. Fahaiza-miasa amin'ny fampiasana: Ity turbine ity dia afaka miasa tsara amin'ny karazana rano sy tahan'ny fikorianan'ny rano isan-karazany, ka mahatonga azy ho mety amin'ny toe-javatra ara-jeografika sy ara-drano isan-karazany. Tsy toy ny turbine Pelton izay tsara indrindra amin'ny rano avo sy ny fikorianan'ny rano ambany, na ny turbine Kaplan izay mety amin'ny rano ambany, ny turbine Francis dia afaka miasa tsara amin'ireo toe-javatra roa ireo.
3. Endrika Kely sy Matanjaka: Tena kely sy matanjaka ny rafitra mekanikan'ny Francis Turbine, ka ahafahana mametraka azy mora kokoa sy mikarakara azy. Mampihena ny fandaniana amin'ny fanorenana sy ny fametrahana azy ihany koa ity endrika kely ity.
4. Fahaiza-miovaova amin'ny enta-mavesatra: Manana fahaiza-manao tsara amin'ny fanitsiana enta-mavesatra ny turbine Francis. Midika izany fa afaka manitsy haingana ny vokatra elektrika araka ny filàn'ny tambajotra izy ireo, ka manome fahamarinan-toerana bebe kokoa ho an'ny rafitra herinaratra.
5. Faharetana sy Fahatokisana: Ny singa ao amin'ny turbine Francis dia mazàna vita amin'ny fitaovana avo lenta izay mahatohitra ny harafesina sy ny fikikisana. Izany dia miantoka ny faharetan'ny fampiasana azy ary ny filàna fikojakojana faran'izay kely.
6. Manaja ny tontolo iainana: Ankoatra ny fahombiazany avo lenta, ny fampiasana Francis Turbines amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra avy amin'ny rano dia mampihena be ny famoahana karbônina satria tsy mamokatra entona mandatsa-dranomaso izy ireo mandritra ny fiasana. Izany dia mahatonga azy ireo ho safidy manaja ny tontolo iainana kokoa raha oharina amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra mampiasa solika fôsily.
Fianarana tranga: Fampiharana ny Francis Turbine
Azo ampiasaina amin'ny ambaratonga samihafa ny tiôbinina Francis, manomboka amin'ny orinasa mpamokatra herinaratra madinika ka hatramin'ny tetikasa goavana. Ohatra iray amin'ny fampiharana amin'ny ambaratonga lehibe ny Three Gorges Hydroelectric Power Plant (HPP) any Shina, iray amin'ireo orinasa mpamokatra herinaratra amin'ny rano lehibe indrindra eran-tany. Mampiasa tiôbinina Francis maro be ity orinasa mpamokatra herinaratra amin'ny rano ity, izay mandray anjara betsaka amin'ny fahafahany mamokatra 22,500 MW.
Tantangan dan Solusi
Na dia eo aza ny tombony maro ananany, dia miatrika fanamby ara-teknika maromaro ihany koa ny Francis Turbine:
1. Fahasimbana sy Fihotsahan'ny Rano: Ny fampiasana tsy tapaka amin'ny toe-javatra samihafa amin'ny rano dia mety hiteraka fahasimbana sy fihotsahan'ny rano amin'ny singa ao amin'ny turbine. Ny vahaolana dia ny fampiasana fitaovana izay mahatohitra kokoa ireo toe-javatra ireo sy ny fametrahana sosona fiarovana manokana.
2. Fipetrahan'ny sedimenta: Ny fametrahana sedimenta ao amin'ny penstock sy ny runner dia mety hampihena ny fahombiazan'ny asa. Ny famahana ity olana ity dia mitaky ny famolavolana rafitra fametrahana sy fanivanana sedimenta mahomby, ary koa ny fanadiovana tsy tapaka.
3. Fampiasam-bola voalohany be dia be: Ny fananganana toby famokarana herinaratra avy amin'ny rano miaraka amin'ny turbine Francis dia mitaky fampiasam-bola voalohany betsaka. Na izany aza, matetika io vidiny io dia voalanjalanja amin'ny fandaniana ambany amin'ny fampandehanana sy ny faharetan'ny androm-piainan'ny toby.
Famaranana
Mitana anjara toerana lehibe amin'ny famokarana herinaratra maharitra ny turbine Francis. Noho ny fahombiazana avo lenta, ny fahafaha-miasa miovaova, ary ny fahafahana mitantana ny fikorianan'ny rano miovaova, ny turbine Francis dia vahaolana tsara indrindra ho an'ny fampiharana herinaratra isan-karazany. Ny fanamby amin'ny fampiasana sy ny fampiasam-bola voalohany avo dia azo resena amin'ny alàlan'ny fandrindrana sy fitantanana tsara, ka mahatonga azy ireo ho fampiasam-bola maharitra sy sarobidy amin'ny ezaka manerantany hampihenana ny famoahana karbônina sy hanatsarana ny faharetan'ny angovo. Amin'ny maha-teknolojia efa voasedra ara-potoana azy, ny turbine Francis dia manohy manolotra vahaolana azo itokisana sy mahomby amin'ny fikatsahantsika hoavy angovo maitso kokoa.
