ווי קאַפּלאַן טורבינעס זענען פּאַסיק פֿאַר נידעריק-גיכקייַט וואַסער שטראָמען
הידראָעלעקטרישע קראַפטווערק (HPPs) נוצן אויס די פּאָטענציעלע און קינעטישע ענערגיע פון וואַסער צו דזשענערירן עלעקטריע. אָבער, נישט אַלע לאָקאַציעס האָבן גרויסע וואַסער קעפּ אָדער שנעל-פליסנדיקע שטראָמען. פילע טייכן, באַוואַסערונג קאַנאַלן און נידעריק-ליגנדיקע דאַמען ווערן כאַראַקטעריזירט דורך רעלאַטיוו נידעריק-גיכקייַט שטראָמען מיט נידעריקע צו מיטל קעפּ. אין די באדינגונגען, די ברירה פון טורבינע טיפּ איז אַ באַשטימענדיק פאַקטאָר אין צי אַ קראַפט פּראָיעקט וועט זיין עפעקטיוו און עקאָנאָמיש ווייאַבאַל. איינער פון די מערסט באַקאַנטע לייזונגען פֿאַר אַזאַ סצענאַריאָס איז די קאַפּלאַן טורבינע, אַ רעאַקציע טורבינע ספּעציעל דיזיינד צו בלייבן עפעקטיוו ביי נידעריקע קעפּ און הויך דיסטשאַרדזשיז - אָפט פֿאַרבונדן מיט נידעריק-גיכקייַט וואַסער שטראָמען.
פֿאַרשטיין די כאַראַקטעריסטיקס פֿון נידעריק-גיכקייט פֿלוס
לאנגזאם-פליסנדיק וואסער געפינט זיך טיפיש אין נידעריגע געגנטן אדער אויף לייכט-געבויגענע טייכן. אין די דאזיגע ערטער איז דער הייך-אונטערשייד צווישן אויבן-אויף און אונטן-אויף קליין, אזוי אז דער פארהאן דרוק און פאטענציעלע ענערגיע זענען אויך נידעריגער ווי אין הידרא-עלעקטרישע קראפטווערק אין די בערג. דאך האבן די דאזיגע געגנטן אפט גרויסע און סטאבילן אויסגאסן, ספעציעל אונטן-אויף פון גרויסע טייכן אדער באוואסערונג קאנאלן. די הויפט אויפגאבע איז צו פארוואנדלען די ענערגיע פון דעם "רואיגן" שטראם אין מעכאנישע ראטאציע שטארק גענוג צו אנטרייבן א גענעראטאר.
דאָ ווײַזט די קאַפּלאַן טורבינע איר פֿאָרטייל: אַנשטאָט זיך פֿאַרלאָזן אויף דער גיכקייט פֿון אַ הויך-דרוק וואַסער דזשעט ווי אַן אימפּולס טורבינע (למשל, פּעלטאָן), נוצט די קאַפּלאַן די קאָמבינאַציע פֿון דרוק און פֿלוס אינעווייניק פֿון דער טורבינע געhäuse (שפּיראַלישע קעסטל און לויפֿער) צו שאַפֿן אַ דריימאָמענט.
וואָס איז אַ קאַפּלאַן טורבינע?
די קאַפּלאַן טורבינע איז אַ רעאַקציע-טיפּ וואַסער טורבינע מיט אַקסיאַל פלוס - וואַסער פליסט פּאַראַלעל צו דער טורבינע אַקס. איר לויפער זעט אויס ווי אַ שיף'ס פּראָפּעלער, אָבער מיט פיל מער קאָמפּליצירטער טעכנאָלאָגיע. די קאַפּלאַן'ס הויפּט אייגנאַרטיקע שטריך איז אירע וועריאַבאַל-פּיטש לויפער בליידז און אַדזשאַסטאַבאַל גייד וועינז (וויקעט טויערן). די צווייפאַכיקע אָרדענונג מאַכט די קאַפּלאַן העכסט אַדאַפּטאַבאַל צו ענדערונגען אין פלוס קורס און קאָפּ.
בכלל, איז קאַפּלאַן פּאַסיק פֿאַר נוצן אין נידעריקע קאָפּ ראַנגעס (אָפט אַרום 2-30 מעטער, דיפּענדינג אויף דעם פּלאַן) און הויך לויפן ראַטעס. דאָס איז ספּעציעל געוויינטלעך אין נידעריק-גיכקייַט לויפן, ווייַל צו דערגרייכן הויך מאַכט אָן הויך קאָפּ, מוז די סיסטעם פאַרלאָזן זיך אויף לויפן באַנד.
פארוואס איז קאַפּלאַן עפעקטיוו ביי נידעריקע גיכקייט שטראָמען?
1. דיזיינד פֿאַר נידעריק קאָפּ און גרויס אָפּזאָגן
הידראַולישע קראַפט קען פשוט פֿאַרשטאַנען ווערן דורך די באַציִונג: קראַפט וואַקסט מיט אַ גרויסער אויסגאַנג (Q) און/אָדער קאָפּ (H). ביי נידעריק-גיכקייט שטראָמען, איז H טיפּיש קליין. דעריבער, אַ קלוגע סטראַטעגיע איז צו מאַקסאַמיזירן אויסגאַנג נוצן. די קאַפּלאַן טורבינע האט אַ געאָמעטריע און שטראָם קאַנאַל וואָס אַלאַוז גרויסע באַנדן פון וואַסער צו פליסן מיט לעפיערעך קליינע פארלוסטן.
דער קאַפּלאַן לויפער איז גרויס אין דיאַמעטער און קען כאַפּן ענערגיע פֿון שטייטערע שטראָמען. דאָס מיינט אַז אפילו ווען דאָס וואַסער באַוועגט זיך נישט מיט הויכע גיכקייטן, קען די טורבינע נאָך אַלץ דזשענערירן גענוג דריימאָמענט.
2. די לויפער בלייד קען זיין געווינקלט צו האַלטן עפעקטיווקייט.
אין פילע טייך סיסטעמען, ווערייִרט זיך דער אויספלוס מיט די סעזאָנען. אויב די טורבינע איז נישט אַדאַפּטיוו, וועט די עפעקטיווקייט דראַמאַטיש פאַלן בעת נידעריקן אויספלוס אדער ווען דער וואַסער־פלוס ענדערט זיך. אין אַ קאַפּלאַן טורבינע, קענען די לויפֿער־בליידס ווערן ראָטירט צו סטרויערן דעם ווינקל פון אַטאַק אין באַצוג צו דעם וואַסער־פלוס. דאָס איז וויכטיק ווייל דער ריכטיקער ווינקל פון אַטאַק וועט:
– רעדוצירן טורבולענץ,
– רעדוצירן ענערגיע פארלוסטן,
– פֿאַרמייַדן סטאָלז אין דעם פֿלוס,
– און אויפהאלטן עפעקטיווקייט אונטער פארשידענע אפעראציע באדינגונגען.
די מעגלעכקייט מאכט קאַפּלאַן העכער ווי פּשוטע פּראָפּעלער טורבינען (פֿיקסירטע בליידז) וואָס זענען געוויינטלעך בלויז אָפּטימאַל אין איין באַזונדערן אָפּערירן פּונקט.
3. וויקעט טויער רעגולירט דעם פלוס גלאַט
אין צוגאב צו די לויפער בלייד אַדזשאַסטמענט, קאַפּלאַן אויך פֿעיִקייטן וויקעט טויערן וואָס קענען זיין געעפנט און פארמאכט צו רעגולירן די סומע פון וואַסער וואָס גייט אריין אין די לויפער. ביי נידעריקע לויפן ראַטעס, לויפן קאָנטראָל איז קריטיש פֿאַר מיינטיינינג סטאַביל טורבין ראָטאַציע און גענעראַטאָר רעזולטאַט. וויקעט טויערן העלפֿן דירעקטירן די לויפן אין די לויפער אין די ריכטיק מוסטער (מינימיזינג ומנייטיק סווערל), אַזוי מאַקסאַמייזינג די וואַסער ס ענערגיע נוצן.
די קאָמבינאַציע פֿון וויקעט גייט און פּיטש בלייד קאָנטראָל ווערט אָפֿט באַצייכנט ווי טאָפּלטע רעגולאַציע, און דאָס איז קאַפּלאַן'ס "הויפּט וואָפן" פֿאַר האַנדלען מיט די אָפֿטמאָליקע אויסגאַנג וואַריאַציעס וואָס פּאַסירן אין נידעריק-קאָפּ טייכן.
4. אַקסיאַל פלוס מינאַמייזיז ענערגיע אָנווער
די קאַפּלאַן טורבינע פֿליסט וואַסער אַקסיאַל, רעלאַטיוו "גלייך" צוזאמען דער אַקס. דער פּשוטערער פֿלוס וועג רעדוצירט פֿאַרלוסטן רעכט צו שאַרפֿע ענדערונגען אין ריכטונג. אונטער באַדינגונגען פֿון באַגרענעצטער ענערגיע (נידעריקער קאָפּ), ווערן יעדע פֿאַרלוסטן באַדייטנדיק. דער קאַפּלאַן פּלאַן שטרעבט צו זיכער מאַכן די מערסט עפֿעקטיווע קאָנווערסיע פֿון וואַסער דרוק און גיכקייט אין מעכאַנישע ענערגיע.
דערצו, די נוצן פון א דראפט רער ביים ארויסגאנג העלפט צוריק באקומען א טייל פון די פארבליבענע דרוק/געשווינדיקייט ענערגיע, וואס פארגרעסערט די אלגעמיינע עפעקטיווקייט. פאר נידריג-געשווינדיקייט לאקאציעס, איז די ענערגיע צוריק באקומען דורך א דראפט רער אומשאצבאר.
א קורצע פארגלייך מיט אנדערע טורבינעס
קאַפּלאַן קעגן פּעלטאָן
פּעלטאָן טורבינען זענען אויסגעצייכנט ביי הויכע דרוקן, נידעריקע שטראָם ראַטעס, און הויך-גיכקייט דזשעטס. ביי נידעריקע שטראָם ראַטעס און נידעריקע דרוקן, זענען פּעלטאָן טורבינען ווייניקער ווי ידעאַל ווייל זיי פעלט גענוג דרוק צו שאַפֿן אַ שטאַרקן דזשעט. קאַפּלאַן טורבינען זענען מער פּאַסיק ווייל זיי אַרבעטן ווי רעאַקציע טורבינען, ניצנדיק גרויסע באַנד שטראָמען.
קאַפּלאַן קעגן פֿראַנסיס
פראַנסיס טורבינעס זענען בכלל פּאַסיק פֿאַר מיטלערע קאָפּן. ביי נידעריקע קאָפּן קענען פראַנסיס טורבינעס אַרבעטן אָבער זענען אָפט נישט אַזוי עפֿעקטיוו ווי קאַפּלאַן טורבינעס, ספּעציעל ווען די פֿלוס ראַטעס פֿלוקטוירן. קאַפּלאַן טורבינעס זענען געוויינטלעך די בילכער ברירה פֿאַר נידעריק-קאָפּ פּראָיעקטן.
קאַפּלאַן קעגן קראָספלאָו
קראָספלאָו טורבינעס ווערן ברייט גענוצט אויף קליינע וואָג צוליב זייער פּשוטערער קאַנסטרוקציע, נידעריקער קאָסטן, און טאָלעראַנץ צו שמוץ. אָבער, זייער עפעקטיווקייט איז בכלל ערגער ווי די פון קאַפּלאַן טורבינעס פֿאַר הויך-פלאָו אַפּלאַקיישאַנז און אָפּעראַציעס וואָס דאַרפן הויך עפעקטיווקייט. ווען די ציל איז העכער קאַפּאַציטעט און מאַקסימום עפעקטיווקייט, האָבן קאַפּלאַן טורבינעס אָפט די אויבערהאַנט.
אַפּליקאַציע פון קאַפּלאַן טורבינע אין נידעריק-גיכקייט שטראָם
קאַפּלאַן טורבינעס ווערן ברייט גענוצט אין:
– וואַסער־ענערגיע אויף טייכן (אָן גרויסע רעזערוואַרן) אויף נידעריקלאַנד טייכן,
– נידעריקע וועיר (נידעריק-קאָפּ דאַם),
– איריגאציע קאנאלן מיט סטאבילן אויסגאנג,
– מיקראָ-הידראָ פּראָיעקטן צו גרויסע מאָסשטאַבן וואָס האָבן קליינע קעפּ אָבער שעפעדיקע שטראָמען.
אין קאנטעקסט פון מאדערנער באנייבארער ענערגיע, איז קאפלאנס מעטאד אויך רעלאוואנט ווייל עס ערלויבט די אויסניצן פון לאקאציעס וואס זענען פריער געווען באטראכט ווייניגער פראמיסינג צוליב דעם מאנגל אין הויכן הויפט-הויך. מיט ריכטיגער פלאנירונג קענען אפילו "רואיגע" טייכן שאפן באדייטנדע מאסן עלעקטריע.
שוועריקייטן און זאכן צו באַצאָלן ופמערקזאַמקייט צו
כאָטש אידעאַל פֿאַר נידעריק-גיכקייַט שטראָמען, איז די קאַפּלאַן טורבינע נישט אָן אירע שוועריקייטן:
1. מעכאנישע קאמפליצירטקייט: די פּיטש קאנטראל סיסטעם אויף די לויפער בליידז לייגט צו באַוועגלעכע קאָמפּאָנענטן און וישאַלט רעקווייערמענץ.
2. אנפאנגס-קאסטן: בכלל טייערער ווי פשוטע טורבינעס צוליב פאבריקאציע-פּרעסיע און קאנטראל-סיסטעמען.
3. קאַוויטאַציע: ביי נידעריקע הייבן און געוויסע אָפּערירן באדינגונגען, קען אויפשטיין דער ריזיקע פון קאַוויטאַציע, אַזוי מוז דער לויפער, דרוק און דראַפט רער פּלאַן קערפֿול אויסגערעכנט ווערן.
4. וואַסער קוואַליטעט: סעדימענט, מיסט, און אַברייסיוו מאַטעריאַלס קענען פאַרגיכערן טראָגן אויף בליידז און קאַמפּאָונאַנץ, אַזוי אַ פֿילטריישאַן סיסטעם (מיסט געשטעל) און סעדימענט פאַרוואַלטונג זענען נייטיק.
אבער, אויף פילע פראיעקטן, קענען קאפלאן'ס עפעקטיווקייט מעלות און אדאפטירנדע מעגלעכקייטן אויסגלייכן די צוגעלייגטע קאסטן דורך מער סטאבילן און העכערע ענערגיע פראדוקציע איבערן יאר.
קעסימפּולאַן
די קאַפּלאַן טורבינע איז פּאַסיק פֿאַר וואַסער־שטראָמען מיט נידעריקע גיכקייטן ווײַל זי איז דיזיינט צו אַרבעטן אָפּטימאַל בײַ נידעריקע וואַסער־הויכן און הויכע אויסגאַנגען, צוויי באַדינגונגען וואָס באַגלייטן אָפֿט נידעריקלאַנד־טײַך־שטראָמען. איר עפֿעקטיווקייט ווערט געשטיצט דורך אַן אַקסיאַלן שטראָם־דיזײַן, די נוצֿונג פֿון דראַפֿט־רערן, און דעם הויפּט־פֿאָרטייל פֿון טאָפּלטער רעגולאַציע: וויקעט־טויערן רעגולירן דעם אויסגאַנג און אַדזשאַסטאַבאַל לויפֿער־בליידס האַלטן דעם אידעאַלן ווינקל פֿון אַטאַק אין פֿאַרשידענע באַדינגונגען. אַזוי, איז די קאַפּלאַן אַ פֿאַרלעסלעכע ברירה פֿאַר מאַקסימיזירן דעם ענערגיע־פּאָטענציאַל פֿון וואַסער־שטראָמען וואָס זענען נישט צו שנעל אָבער שעפֿיק אין באַנד — וואָס העלפֿט צו פֿאַרברייטערן די געלעגנהייטן פֿאַר ריינערע און מער סאַסטיינאַבאַל הידראָעלעקטרישע ענערגיע־גענעראַציע.
אויב איר ווילט, קען איך אַדאַפּטירן דעם אַרטיקל צו זיין מער טעכניש (מיט מאַכט, עפעקטיווקייט און פאָרשטעלונג קורווע פאָרמולעס), אָדער מער פאָלקס פֿאַר אַלגעמיינע לייענער, ווי אויך צולייגן ביישפילן פון קאַפּלאַן הידראָפּאַוער פאַל שטודיעס אויף ספּעציפֿישע טייכן.
