Was ist die Francis-Turbine?

Die Francis-Turbine ist ein Wasserrad, das die Energie des fließenden Wassers vorspannt und sie zu Elektrizität macht. Es ist eine Fluss nach innenreaktionsturbine, alias eine Radialflußturbine. Dies heißt dass Wasserströme von der Außenseite des Rades durch Leitflügel, die es auf die Mitte des Rades richten, in dem es die Maschine herausnimmt. Als die Wasserströme dreht es den Läufer der Turbine, einen zentralen Zylinder mit einem Durchschnitt von neun bis 19 gekurvt, blade-like Speichen. Diese Bewegung wird durch eine Welle einem Generator übermittelt, in dem die Energie des Wassers in Elektrizität umgewandelt wird.

Die Maschine wurde 1849 vom amerikanischen Wissenschaftler James Francis erfunden, nach dem die Maschine genannt wird. Er leitete umfangreiche Experimente auf dem Entwurf der Wasserturbinen. Seine Entdeckungen erlaubten ihm, nach der vorhandenen Fluss nach innenreaktionsturbine zu verbessern und erhöhten seine Leistungsfähigkeit bis über 90%. Es ist die leistungsfähigste Wasserturbine in der Welt, und es ist auch das am meisten benutzteste.

Francis Änderung des Standardturbineentwurfs gebrauchte ändernden Wasserdruck und das Gesetz der Erhaltung des eckigen Momentums. Wässern betritt die Turbine von einer Hochdruckquelle und durchfließt eine Spirale mit einem stufenweise abnehmenden Radius und seinen Druck und eckiges Momentum, und seine Geschwindigkeit verursachen auf Zunahme abzufallen. Das sich schnell bewegende Wasser spinnt den Läufer mit überhaupt mehr Kraft, während es sein Mittel sich nähert und nimmt die Energie des Wassers mit wenig Abfall gefangen. Das Wasser überschreitet dann aus dem Läufer und den Ausgängen heraus durch einen Schlauch, der entworfen ist, um das Wasser zurück zu verlangsamen unten. Dieses erlaubt, dass das Wasser zu seiner Quelle leicht zurückgebracht wird, ohne übermäßige Strom oder zu wirbeln.

Zusätzlich zu seiner unglaublichen Leistungsfähigkeit ist die Francis-Turbine wegen seiner vielseitigen Verwendbarkeit populär. Justierbare Leitflügel regulieren den ankommenden Wasserstrom und halten die Läufergeschwindigkeit und folglich die Abgabeleistung, die unabhängig davon Änderungen in der Strömungsgeschwindigkeit des Quellwassers konstant ist. Hydraulischer „Kopf“ ist ein Maß einer Energie der Flüssigkeit pro Maßeinheitsgewicht, und die Francis-Turbine kann entworfen werden, um in einer Hauptstrecke ungefähr 10 bis 700 Meter zu arbeiten. Sie kann Energie innerhalb eines ausgedehnten Bereiches von einigen Kilowatt zu einem fast Gigawatt auch erzeugen.

Anders als ein altmodisches Wasserrad ist die Mittellinie einer Francis-Turbine vertikal. Gesehen von oben genanntem oder von einem horizontalen Querschnitt, sieht die Maschine ein bisschen wie das Oberteil einer Schnecke aus. Zusätzlich zur Erzeugung von Energie, kann diese Art der Turbine auch verwendet werden, um Wasser in Vorratsbehälter am höheren Aufzug zu pumpen, in dem es durch die Turbine später zurück verwiesen werden kann, um mehr Elektrizität zu bilden.