Báwo ni àwọn ẹ̀rọ amúlétutù Kaplan ṣe yẹ fún ṣíṣàn omi tó rọrùn
Àwọn ilé iṣẹ́ agbára omi (HPPs) máa ń lo agbára àti agbára ìṣiṣẹ́ omi láti mú iná mànàmáná jáde. Síbẹ̀síbẹ̀, kìí ṣe gbogbo ibi ló ní orí omi ńlá tàbí ìṣàn omi tó ń ṣàn kíákíá. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ odò, àwọn odò ìgbìn omi, àti àwọn ìdè omi tó wà ní ìsàlẹ̀ ni a fi àwọn ìṣàn omi tó kéré sí i pẹ̀lú orí omi tó kéré sí àárín. Nínú àwọn ipò wọ̀nyí, yíyàn irú turbine jẹ́ ohun tó ń pinnu bóyá iṣẹ́ agbára kan yóò gbéṣẹ́ dáadáa tí yóò sì ṣeé ṣe ní ti ọrọ̀ ajé. Ọ̀kan lára àwọn ojútùú tó gbajúmọ̀ jùlọ fún irú àwọn ipò bẹ́ẹ̀ ni turbine Kaplan, turbine ìṣesí tí a ṣe ní pàtó láti máa ṣiṣẹ́ dáadáa ní orí omi tó kéré sí i àti ìtújáde tó ga—tí ó sábà máa ń ní í ṣe pẹ̀lú ìṣàn omi tó kéré sí i.
Lílóye àwọn ànímọ́ ìṣàn iyàrá kékeré
Omi tó ń ṣàn díẹ̀díẹ̀ sábà máa ń wà ní àwọn agbègbè ìsàlẹ̀ tàbí lórí àwọn odò tó ń sọ̀kalẹ̀ díẹ̀díẹ̀. Ní àwọn ibi wọ̀nyí, ìyàtọ̀ gíga láàárín òkè àti ìsàlẹ̀ kéré, nítorí náà, ìfúnpá àti agbára tó wà níbẹ̀ tún kéré ju ti àwọn ilé iṣẹ́ agbára iná mànàmáná omi ní àwọn òkè ńlá lọ. Síbẹ̀síbẹ̀, àwọn agbègbè wọ̀nyí sábà máa ń ní àwọn ìtújáde ńlá àti tó dúró ṣinṣin, pàápàá jùlọ ní ìsàlẹ̀ láti àwọn odò ńlá tàbí àwọn odò ìrísí omi. Ìpèníjà pàtàkì ni yíyí agbára láti inú ìṣàn "pẹ̀lẹ́pẹ̀lẹ́" padà sí ìyípo ẹ̀rọ tó lágbára tó láti wakọ ẹ̀rọ amúṣẹ́dá.
Ibí ni Kaplan turbine ti fi anfani rẹ̀ hàn: dipo gbigbekele iyara ti omi titẹ giga bi turbine impulse (fun apẹẹrẹ, Pelton), Kaplan lo apapo titẹ ati sisan laarin ile turbine (ipo iyipo ati olusare) lati ṣe ina iyipo.
Kí ni Kaplan turbine?
Ẹ̀rọ ìtújáde omi Kaplan jẹ́ ẹ̀rọ ìtújáde omi tí ó ní ìṣàn axial—omi ń ṣàn ní ìbámu pẹ̀lú ẹ̀rọ ìtújáde omi. Ẹ̀rọ ìtújáde rẹ̀ dàbí ẹ̀rọ ìtújáde ọkọ̀ ojú omi, ṣùgbọ́n pẹ̀lú ìmọ̀-ẹ̀rọ tí ó díjú jù. Ẹ̀yà ara-ẹni pàtàkì Kaplan ni àwọn abẹ́ ìtújáde rẹ̀ tí ó yàtọ̀ àti àwọn ẹ̀rọ ìtújáde tí a lè ṣàtúnṣe (àwọn ẹnu ọ̀nà wicket). Ìṣètò méjì yìí mú kí Kaplan lè yí padà sí àwọn ìyípadà nínú ìṣàn omi àti orí.
Ni gbogbogbo, Kaplan dara fun lilo ni awọn ibiti ori kekere (nigbagbogbo ni ayika mita 2-30, da lori apẹrẹ) ati awọn oṣuwọn sisan giga. Eyi wọpọ paapaa ni awọn sisan iyara kekere, nitori lati ṣaṣeyọri agbara giga laisi ori giga, eto naa gbọdọ gbarale iwọn sisan.
Kí ló dé tí Kaplan fi ń ṣiṣẹ́ dáadáa ní ìṣàn iyàrá kékeré?
1. A ṣe apẹrẹ fun ori kekere ati idasilẹ nla
A le loye agbara hydraulic nipasẹ ibatan naa ni irọrun: agbara n pọ si pẹlu itujade nla (Q) ati/tabi ori (H). Ni awọn sisan iyara kekere, H maa n kere nigbagbogbo. Nitorinaa, ọgbọn ti o ni oye ni lati mu lilo itujade pọ si. Turbine Kaplan ni geometry ati ikanni sisan ti o gba laaye awọn iwọn omi nla lati ṣàn pẹlu awọn adanu kekere.
Ẹ̀rọ ìsáré Kaplan tóbi ní ìwọ̀n ìbú, ó sì lè gba agbára láti inú ìṣàn omi díẹ̀díẹ̀. Èyí túmọ̀ sí wípé nígbà tí omi kò bá ń lọ ní iyàrá gíga, ẹ̀rọ ìsáré náà ṣì lè mú agbára tó pọ̀ tó.
2. A le lo abẹ́ ìsáré náà láti mú kí ó ṣiṣẹ́ dáadáa.
Nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ètò odò, ìtújáde omi yàtọ̀ síra gẹ́gẹ́ bí àkókò ṣe ń lọ. Tí turbine náà kò bá ṣeé ṣe, iṣẹ́ rẹ̀ yóò dínkù gidigidi nígbà ìtújáde omi díẹ̀ tàbí nígbà tí orí bá yípadà. Nínú turbine Kaplan, a lè yí àwọn abẹ́ ìsáré padà láti ṣàtúnṣe igun ìkọlù ní ìbámu pẹ̀lú ìṣàn omi. Èyí ṣe pàtàkì nítorí pé igun ìkọlù tó tọ́ yóò:
- dinku rudurudu,
- dinku ipadanu agbara,
– yago fun awọn iduro ninu sisan,
– ati ṣetọju ṣiṣe daradara labẹ awọn ipo iṣẹ oriṣiriṣi.
Agbara yii mu ki Kaplan dara ju awọn turbines propeller ti o rọrun (awọn abe ti o wa titi) eyiti o maa n dara julọ ni aaye iṣẹ kan pato.
3. Ẹnubodè Wicket ń ṣàkóso ìṣàn náà láìsí ìṣòro
Ní àfikún sí àtúnṣe abẹ́ ìṣiṣẹ́, Kaplan tún ní àwọn ẹnu ọ̀nà wicket tí a lè ṣí àti títì láti ṣàkóso iye omi tí ń wọ inú abẹ́ ìṣiṣẹ́. Ní ìwọ̀n ìṣàn omi kékeré, ìṣàkóso ìṣàn omi ṣe pàtàkì fún ṣíṣe àtúnṣe ìyípo turbine àti ìṣẹ̀dá generator tí ó dúró ṣinṣin. Àwọn ẹnu ọ̀nà wicket ń ran ìṣàn omi lọ́wọ́ láti darí abẹ́ ìṣiṣẹ́ náà ní ìlànà tí ó tọ́ (dínkù ìyípo tí kò pọndandan), nípa bẹ́ẹ̀ ó ń mú kí lílo agbára omi náà pọ̀ sí i.
A sábà máa ń pe àpapọ̀ ẹnu ọ̀nà wicket àti ìdarí abẹ́rẹ́ pitch ní ìlànà méjì, èyí sì ni “ohun ìjà pàtàkì” Kaplan fún bí a ṣe ń kojú àwọn ìyàtọ̀ ìtújáde tí ó máa ń wáyé ní àwọn odò kékeré.
4. Ṣíṣàn axial máa ń dín àdánù agbára kù
Ẹ̀rọ turbine Kaplan máa ń ṣàn omi ní ọ̀nà tí ó yẹ, ó sì máa ń “taara” ní ẹ̀gbẹ́ ọ̀nà náà. Ọ̀nà tí ó rọrùn láti fi ṣàn omi máa ń dín àdánù kù nítorí àwọn ìyípadà tó múná ní ìtọ́sọ́nà. Lábẹ́ àwọn ipò agbára tí ó dínkù (orí tí ó lọ sílẹ̀), àdánù èyíkéyìí máa ń di ohun pàtàkì. Apẹẹrẹ Kaplan ń gbìyànjú láti rí i dájú pé ìyípadà tí ó dára jùlọ nínú ìfúnpá omi àti iyàrá rẹ̀ sí agbára ẹ̀rọ ni ó ń ṣe é.
Ni afikun, lilo ọpọn fifa omi ni ibi ti a ti n ta epo naa n ran lọwọ lati gba diẹ ninu agbara titẹ/iyara ti o ku pada, ti o si n mu ki iṣẹ ṣiṣe gbogbogbo pọ si. Fun awọn ipo iyara kekere, imularada agbara yii nipasẹ ọpọn fifa omi jẹ ohun ti ko ṣe pataki.
Ìfiwéra kúkúrú pẹ̀lú àwọn turbine mìíràn
Kaplan vs. Pelton
Àwọn turbines Pelton dára ní orí gíga, ìwọ̀n ìṣàn omi kékeré, àti àwọn jeti iyara gíga. Ní ìwọ̀n ìṣàn omi kékeré àti orí tí ó lọ sílẹ̀, àwọn turbines Pelton kò dára tó nítorí wọn kò ní ìfúnpá tó láti ṣẹ̀dá jeti alágbára. Àwọn turbines Kaplan dára jù nítorí wọ́n ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí turbines reaction, wọ́n ń lo àwọn ìṣàn omi ńlá.
Kaplan vs Francis
Àwọn turbine Francis sábà máa ń dára fún àwọn head alabọde. Ní àwọn head kekere, àwọn turbine Francis lè ṣiṣẹ́ ṣùgbọ́n kìí sábà ṣiṣẹ́ dáadáa bíi ti Kaplan turbines, pàápàá jùlọ nígbà tí iye ìṣàn omi bá ń yípadà. Àwọn turbine Kaplan sábà máa ń jẹ́ àṣàyàn tí a fẹ́ràn jùlọ fún àwọn iṣẹ́ àkànṣe head-head.
Kaplan vs Crossflow
A máa ń lo àwọn turbines Crossflow lórí àwọn ìwọ̀n kékeré nítorí pé wọ́n rọrùn láti kọ́, wọ́n ní owó tó kéré, wọ́n sì lè fara da ìdọ̀tí. Síbẹ̀síbẹ̀, iṣẹ́ wọn kò dára tó ti àwọn turbines Kaplan fún àwọn ohun èlò ìṣàn omi gíga àti iṣẹ́ tó nílò iṣẹ́ tó ga. Nígbà tí ibi tí a fẹ́ dé bá jẹ́ agbára tó ga jù àti iṣẹ́ tó ga jù, àwọn turbines Kaplan sábà máa ń ní agbára tó ga jù.
Lilo ti Kaplan turbine ni sisan iyara kekere
Awọn turbines Kaplan ni a lo ni lilo pupọ ni:
– Agbara omi ti n ṣàn lati odo (laisi awọn adágún omi nla) lori awọn odo ilẹ isalẹ,
- omi kekere (idimu kekere ori),
– awọn ikanni irigeson pẹlu isunmi iduroṣinṣin,
– àwọn iṣẹ́ kékeré-hydro tó tóbi tí wọ́n ní orí kékeré ṣùgbọ́n tí ó ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣàn omi.
Ní ti agbára ìtúnṣe òde òní, ọ̀nà Kaplan tún ṣe pàtàkì nítorí pé ó gba ààyè láti lo àwọn ibi tí a ti kà sí èyí tí kò ní ìrètí tẹ́lẹ̀ nítorí àìsí orí gíga. Pẹ̀lú ètò tó dára, àwọn odò “tí ó dákẹ́ jẹ́ẹ́” pàápàá lè mú iná mànàmáná jáde ní iye tó pọ̀.
Awọn italaya ati awọn nkan lati fiyesi si
Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ó dára fún àwọn ìṣàn iyàrá kékeré, Kaplan turbine kò ní àwọn ìpèníjà rẹ̀:
1. Ìṣòro ẹ̀rọ: ètò ìṣàkóso ìpele lórí àwọn abẹ́ tí ń sáré ń fi àwọn ohun èlò ìṣípo àti àwọn ohun tí a nílò láti tọ́jú kún un.
2. Iye owo ibẹrẹ: ni gbogbogbo o gbowolori ju awọn turbines ti o rọrun lọ nitori ṣiṣe deede ati awọn eto iṣakoso.
3. Ìdènà ìdènà: ní orí ìsàlẹ̀ àti ní àwọn ipò ìṣiṣẹ́ kan, ewu ìdènà ìdènà lè dìde, nítorí náà, a gbọ́dọ̀ ṣírò àpẹẹrẹ ìsáré, ìfúnpá àti ìfọ́mọ́ra tube pẹ̀lú ìṣọ́ra.
4. Dídára omi: àwọn ohun èlò ìdọ̀tí, ìdọ̀tí, àti àwọn ohun èlò ìfọ́ lè mú kí ìbàjẹ́ lórí àwọn abẹ́ àti àwọn èròjà yára, nítorí náà ètò ìfọ́mọ́ (àpótí ìdọ̀tí) àti ìtọ́jú ìdọ̀tí ṣe pàtàkì.
Sibẹsibẹ, lori ọpọlọpọ awọn iṣẹ akanṣe, awọn anfani ṣiṣe daradara Kaplan ati awọn agbara iyipada le ṣe atunṣe awọn idiyele afikun wọnyi nipasẹ iṣelọpọ agbara ti o duro ṣinṣin ati giga jakejado ọdun.
Ipari
Ẹ̀rọ turbine Kaplan yẹ fún ìṣàn omi iyàrá kékeré nítorí pé a ṣe é láti ṣiṣẹ́ dáadáa níbi tí omi kò tíì gbóná tàbí tí omi kò tíì gbóná, àwọn ipò méjì tí ó sábà máa ń bá ìṣàn odò kékeré rìn. A ṣe àtìlẹ́yìn fún iṣẹ́ rẹ̀ nípasẹ̀ àpẹẹrẹ ìṣàn omi axial, lílo àwọn ọ̀pọ́ ìṣàn omi, àti àǹfààní pàtàkì ti ìṣàtúnṣe méjì: àwọn ẹnu ọ̀nà wicket ń ṣàkóso ìṣàn omi àti àwọn abẹ́ ìṣàn omi tí a lè ṣàtúnṣe ń pa igun ìkọlù tí ó dára jùlọ mọ́ ní onírúurú ipò. Nítorí náà, Kaplan jẹ́ àṣàyàn tí ó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé fún mímú agbára ìṣàn omi tí kò yára jù ṣùgbọ́n tí ó pọ̀ ní ìwọ̀n púpọ̀ pọ̀ sí i—tí ó ń ran lọ́wọ́ láti mú àǹfààní gbòòrò sí i fún ìṣẹ̀dá agbára omi tí ó mọ́ tónítóní àti tí ó pẹ́ títí.
Tí o bá fẹ́, mo lè yí àpilẹ̀kọ yìí padà sí ìmọ̀ ẹ̀rọ tó pọ̀ sí i (pẹ̀lú agbára, ìṣiṣẹ́, àti àwọn ìlànà ìṣiṣẹ́), tàbí kí ó gbajúmọ̀ jù fún àwọn òǹkàwé gbogbogbòò, àti láti fi àwọn àpẹẹrẹ àwọn ìkẹ́kọ̀ọ́ nípa agbára omi Kaplan kún àwọn odò pàtó kan.
