Что такое пропеллерная турбина?

гребной винт турбина относится к группе машин, преобразующих энергию потока жидкости или газа во вращательное движение. Как видно из этого описания, эти машины делятся на две основные категории: ветряные или водяные пропеллеры. Сила вращения, создаваемая этими машинами, чаще всего используется для выработки электроэнергии и, в меньшей степени, для выполнения механической работы. Распространенными примерами вариантов механической работы пропеллерной турбины являются ветряные мельницы и некоторые виды водяных мельниц. Из-за обильного, возобновляемого и дешевого источника энергии пропеллерной турбины это один из наиболее экономически эффективных и экологически чистых методов производства энергии, когда-либо разработанных.

Что такое пропеллерная турбина?
пропеллерная турбина

Пропеллерная турбина использует обычную теорию пропеллеров наоборот, чтобы использовать скрытую кинетическую энергию в потоках газа и жидкости. Пропеллеры состоят из центрального вала с прикрепленными к нему как минимум двумя противолежащими лопастями аэродинамической формы или лопастями. Обычно они вращаются внешним источником энергии для создания тяги, толкая или вытесняя воздух или жидкость по лопастям. В пропеллерной турбине этот принцип перевернут; поток, воздух или жидкость смещает лопасти, заставляя их вращать вал.

Что такое пропеллерная турбина?
пропеллерная турбина

Ветряные турбины широко используются по всему миру для использования энергии ветра для выработки электроэнергии, запуска мельниц или перекачивания воды. . Винтовые турбины с ветровым приводом могут иметь горизонтальную или вертикальную ось. Наиболее узнаваемым вариантом является турбина с горизонтальной осью, которая включает в себя традиционные ветряные мельницы и ветрогенераторы с самолетами< /a> тип пропеллеры. Столь же эффективны конструкции нового поколения с вертикальной осью, которые имеют плоские или изогнутые лопасти, приводящие в движение вертикальный вал. К ним относятся изогнутые лопасти Savonius, плоские лопасти Giromill и характерные типы Darrieus «взбиватель яиц».

Старые горизонтальные турбины требуют, чтобы головка турбины всегда была повернута против ветра. В случае небольших экземпляров простой руль направления в виде флюгера поворачивает поворотную головку турбины. В более крупных турбинах используется система датчиков ветра и серводвигателей, чтобы пропеллер поворачивался против ветра. В большинстве конструкций пропеллерных турбин с ветряным приводом используется редуктор для приведения в действие кривошипа генератора или насоса с правильной скоростью. .

Пропеллерные турбины с водяным приводом обычно используются на крупных гидроэлектростанциях, хотя есть несколько небольших промышленных и сельскохозяйственных применений. Эти турбины работают так же, как и их ветряные собратья, хотя их основная конструкция существенно отличается. Эти машины, как правило, намного больше и имеют конструкцию лопастей, которая обычно короче, чем варианты с ветряным приводом. Наиболее распространенной из этих более крупных гидротурбин является турбина Каплана. Турбины Каплана представляют собой реакционные установки с низким напором и высоким расходом, используемые в большинстве крупных гидроэлектростанций.

Вариант Kaplan оснащен лопастями с регулируемым шагом, что обеспечивает уровень эффективности, обычно превышающий 90 процентов, в широком диапазоне уровней воды и условий потока. Большая часть эффективности достигается за счет тщательно спроектированного пути потока воды, который приводит к замедлению потока жидкости на выходе. Это замедление приводит к передаче максимального количества кинетической энергии пропеллерному механизму. Турбины Каплана могут производить мощность 100 мегаватт (100 000 000 ватт) и более.

Пропеллерная турбина подключается к источникам энергии, которые являются возобновляемыми и либо бесплатными, либо чрезвычайно дешевыми по сравнению с вариантами ископаемого топлива. Достижения в технологиях, используемых в этих устройствах, постоянно расширяют границы их эффективности и мощности, и в ближайшем будущем они могут оказаться жизнеспособной заменой традиционному топливу. Технология пропеллерных турбин также становится все более доступной, что еще больше повышает ее роль в сфере более чистого и экологически безопасного сценария энергоснабжения.