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這反應渦輪機全世界都用於發電。這反應渦輪機有多種類型，但最主要類型是卡普蘭渦輪機和弗朗西斯渦輪機。在上一篇文章中，我們討論了弗朗西斯渦輪機。因此，本文的主要目的是解釋卡普蘭渦輪機。
什麼是卡普蘭渦輪機？
這卡普蘭渦輪機是軸向流渦輪機。在裏麵卡普蘭渦輪機，水進入並通過跑步者的旋轉軸（軸向流）。簡單地說，水進入並在軸向方向但是這種水朝著平行於跑步者的旋轉軸。
這卡普蘭渦輪機在高流量和低頭流量下工作，最大效率是不可能的弗朗西斯渦輪機。卡普蘭渦輪機的一個獨特特征是，它們的葉片會根據需要改變其位置，以在不同的水流條件下保持最高效率。流經這些渦輪機的水失去了壓力。
水需要進入卡普蘭渦輪機所需的麵積很大，與葉片的總麵積相對應。由於渦輪機的大麵積，這些渦輪機在具有高水流量的水壩的區域中也是最有用的。在開發卡普蘭渦輪機之前，這一點尤其重要。
在開發卡普蘭渦輪機之前渦輪機的最大數量僅適用於大頭。維克多·卡普蘭（Viktor Kaplan）發明了第一台卡普蘭渦輪機1913年。維克多·卡普蘭（Viktor Kaplan）設計卡普蘭渦輪機基於渦輪螺旋槳飛機的設計，因此它與螺旋槳的相反原理起作用。
這是可以在高水流和低頭部運行的第一台水力發電渦輪機。卡普蘭渦輪機也被稱為螺旋槳渦輪機，因為它的葉片類似於螺旋槳，並且與相同的現象在相反的方向上工作。這使其適合在河流和低頭區域使用。
另請閱讀：弗朗西斯渦輪機如何工作？
卡普蘭渦輪工作原理
卡普蘭渦輪機的工作原理非常簡單。這些渦輪機針對低水頭設計，以便允許高流量的水。Kaplan渦輪方案的水力發電方案與弗朗西斯渦輪機相同。
卡普蘭渦輪機根據原則軸向流動反應。在軸向流渦輪機，流體通過葉輪沿平行於葉輪旋轉軸平行的方向移動。Kaplan渦輪機以下麵的方式工作：
- 首先，水從筆庫中引入旋轉/滾動套管。
- 隨著水在旋轉殼內部的流動，引導葉片將水從殼體引導到葉輪葉片。這些葉片是靈活的，可能會根據流量要求改變其位置。
- 當水進入葉輪區域時，它需要90轉o從而可以將葉輪葉片朝軸向撞擊。
- 當水撞擊葉輪葉片時，這些葉片由於水反應力而開始旋轉。
- 這些葉片將水的K.E轉換為速度並提高水的速度。
- 穿過葉輪葉片後，水到達了氣管，水的動力和壓力能量減少。
- 該試管將動能或速度轉化為壓力能，並增加水的壓力。
- 當水壓根據要求增加時，水會輸入尾端。
- 水的壓力增加使渦輪機旋轉。發電機與渦輪軸結合。渦輪機的旋轉進一步旋轉發電機線圈。根據法拉第的1英石法律，“當導體在磁場中旋轉然後產生電力時”，在水力發電板中，電力通過使用相同的現象產生。
為了更好地理解，請觀看以下視頻：
也可以看看：不同類型的反應渦輪機
卡普蘭渦輪機的組件
Kaplan渦輪機的組件進行詳細介紹。
- 跑步者或葉輪
- 中心
- 試管草稿
- 跑步者刀片
- 軸
- 導向刀片
1）跑步者刀片
刀片是渦輪機的關鍵組件。卡普蘭渦輪刀片看起來像螺旋槳。其他軸向流動渦輪機具有平麵葉片，而Kaplan葉片沒有平麵葉片，而是彎曲的形狀，使水在入口處旋轉。當水撞擊這些葉片時，它們會開始旋轉運動，從而進一步旋轉軸。
2）集線器
集線器包括在Kaplan渦輪機的基本組件中。渦輪樞紐的葉片山。它控製葉片的旋轉。刀片跟隨它進行動作。它與中央渦輪軸連接。
3）軸
渦輪軸的一端與渦輪跑步者相關，而另一端則與發電機線圈相連。隨著跑步者由於葉片的旋轉而旋轉，軸也旋轉，這將其旋轉進一步傳輸到發電機線圈。當發電機線圈旋轉時，它會產生電力。
4）指南葉片
導燈葉片是整個渦輪機的調節組件。它根據電力要求打開和關閉。導板以特定角度旋轉以調節水流。
如果功率要求更多，則可以打開更多，以便大量的水可以撞擊轉子葉片。隨著電源需求的減少，它的打開率降低，因此低量的水會撞擊葉片。導葉提高了渦輪機的效率。沒有導板，渦輪機將無法有效運行，並且渦輪效率將降低。
5）跑步者
這位跑步者在卡普蘭渦輪機的工作中起著非常重要的作用。跑步者或葉輪是渦輪機的旋轉組件。它為發電提供了幫助。作用在葉片上的軸向水流會導致葉輪的旋轉，從而進一步旋轉軸。
6）刀片控製機製
刀片在連接點具有可移動軸。刀片控製機製由可移動刀片連接引起的水撞擊刀片時控製攻擊角。它包括Kaplan渦輪機的必要組件。
7）滾動或旋轉套管
整個渦輪機構都被一個稱為滾動套管的住房包圍。滾動套管減少了橫截麵區域。首先，水從牛皮紙流入玻璃殼；之後，它流入導向葉片區域。
水旋轉到90°從導向刀片中，葉輪軸向移動。渦輪機殼可防止導葉，葉輪葉片，跑步者和其他內部基本組件因任何外部載荷而造成的損壞。
8）草稿管
在卡普蘭渦輪機的情況下，大氣壓高於跑步者出口區域的壓力。
因此，來自渦輪機插座的流體無法直接排放到尾條中。由於這個原因，具有逐漸上升區域的管子將流體從插座排放到尾架上。該增加的區域管被稱為試管草稿。
草稿管將跑步者的插座連接到尾架上，並從渦輪機中排出水。試管草稿的主要功能是降低流量並最大程度地減少K.E.的損失。在出口。它們通過提高水麵來降低水速。
卡普蘭渦輪機的優點和缺點
| 優點 | 缺點 |
| 葉輪葉片靈活 | 這些渦輪機有空化問題。 |
| 該渦輪機需要一個淺頭 | 製造很昂貴。 |
| 這些渦輪機隻需要三到八個刀片 | 卡普蘭渦輪機安裝昂貴 |
| 這個一種反應渦輪機與其他類型的水力發電渦輪機相比，非常有效 | 這些渦輪機需要很高的分期付款 |
| 它的尺寸很小 | 為了高效率，它需要高流量，到處都是不可能的 |
| 占用更少的空間 | 在這些渦輪機中，需要重型發電機。 |
| 它有一個簡單的結構 |
卡普蘭渦輪機的應用
- 這些渦輪機用於生產電力。
- 微渦輪機的設計廉價用於單次發電的設計，可以至少工作24英寸
- 大型Kaplan渦輪機針對每個位置進行單獨設計，以達到最大效率高達90％。
- 安裝，製造和設計非常昂貴，但是它們工作了很多年。
- 這些渦輪機在高流量和低頭時更有效地工作。
如今，對卡普蘭渦輪機的需求在世界範圍內增加。這些渦輪機被廣泛用於不同水力發電廠的電力生產。因此，這些渦輪機受歡迎的主要原因是它們易於結構和小尺寸。這些渦輪機需要低頭，這是這些渦輪機的大部分，而不是其他反應渦輪機。因此，與弗朗西斯渦輪機相比，卡普蘭渦輪機具有很高的效率。這是這些渦輪機比弗朗西斯渦輪機的重要優勢。
常見問題解答部分
誰發明了卡普蘭渦輪機？
維克多·卡普蘭（Viktor Kaplan）發明了第一台卡普蘭渦輪機1913年。
哪種渦輪機的速度最高？
卡普蘭渦輪機的速度是弗朗西斯渦輪機的2至3倍。
Kaplan渦輪在哪裏使用？
Kaplan渦輪機在水力發電裝置中用於發電。這些渦輪機用於高流量和低頭。
卡普蘭渦輪機的效率是多少？
卡普蘭渦輪機的效率在90％至93％之間。
卡普蘭和弗朗西斯渦輪機有什麼區別？
弗朗西斯渦輪機是混合流渦輪機，而卡普蘭渦輪機是軸向流動渦輪機。
為什麼卡普蘭渦輪機稱為反應渦輪機？
卡普蘭渦輪機被稱為反應渦輪機，因為在此渦輪機中，渦輪機由於水的反作用力而旋轉
你知道嗎：