14 Unterschied zwischen Francis- und Kaplan-Turbinen (mit Bildern)

Was ist Francis Turbine?

Francis-Turbine ist eine Art von Wasserturbine, die von James B. Francis in Lowell, Massachusetts, Vereinigte Staaten von Amerika, entwickelt wurde. Francis-Turbine kombiniert beide Konzepte der Impuls- und Reaktionsturbine, wobei die Schaufeln sowohl unter Verwendung der Reaktions- als auch der Impulskraft des durch sie fließenden Wassers rotieren. In dieser Turbine tritt das Wasser radikal in die Turbine ein und tritt axial wieder aus, wodurch Strom effizienter erzeugt wird. Dieser Turbinentyp wird häufig bei der Stromerzeugung in mittleren oder großen Wasserkraftwerken eingesetzt.

Was Sie über Francis Turbine wissen müssen

1. Bei der Francis-Turbine tritt Wasser radial in die Laufschaufeln ein und verlässt sie axial, daher kann sie als Mischstromturbine bezeichnet werden.
2. Bei Francis-Turbinen liegt die Anzahl der Schaufeln im Laufrad im Allgemeinen zwischen 16 und 24.
3. Francis-Turbine erfordert relativ höhere Druckhöhenbedingungen.
4. Der Energieverlust aufgrund der Reibung der Schaufeln ist aufgrund der großen Anzahl von Schaufeln größer.
5. Der Wirkungsgrad der Francis-Turbine ist im Vergleich zur Kaplan-Turbine geringer.
6. Die Größe der Francis-Turbine ist im Vergleich zur Kaplan-Turbine relativ groß.
7. Die Anordnung der Welle kann je nach Anforderung vertikal oder horizontal sein.
8. Die Rotationsgeschwindigkeit (RPM) ist relativ geringer als die der Kaplan-Turbine.
9. Bei der Francis-Turbine befindet sich der Servomotor außerhalb der Rotorwelle.
10. Francis-Turbinenlaufschaufeln sind nicht verstellbar.
11. Francis-Turbine benötigt einen mittleren Wasserdurchfluss.
12. Die Francis-Turbine erfordert eine mittlere Wasserhöhe, dh sie variiert im Allgemeinen zwischen 100 und 600 Metern.
13. Es erfordert einen Stellmotor zur Regulierung von Leitschaufeln mit sich drehenden Laufschaufeln.
14. Es wird in Bewässerungswasser-Pumpsets verwendet, um Wasser aus dem Boden zur Bewässerung zu pumpen.

Was ist eine Kaplan-Turbine?

Die Kaplan-Turbine ist eine Propeller-Wasserturbine mit verstellbaren Schaufeln, die von einem australischen Professor Viktor Kaplan entwickelt wurde. Das Kaplan-Turbinenkonzept hat sich aus der Francis-Turbine entwickelt und kann auch als Propellerturbine bezeichnet werden. Kaplan kombinierte automatisch verstellbare Propellerblätter mit automatisch verstellbaren Schlupftoren, um eine Effizienz über einen weiten Durchfluss- und Wasserstandsbereich zu erreichen. Die Kaplan-Turbine ist in der Lage, bei niedrigen Fallhöhen und hohen Durchflussraten sehr effizient zu arbeiten.

Die Kaplanturbine arbeitet nach dem Prinzip der axialen Strömungsreaktion. Bei Axialturbinen durchströmt das Wasser das Laufrad entlang der Richtung parallel zur Drehachse des Laufrads. Das Wasser am Eintritt der Turbine besitzt sowohl kinetische Energie als auch Druckenergie für eine effektive Rotation der Schaufeln in einem Wasserkraftwerk. Kaplan-Turbinen sind weltweit verbreitet und weit verbreitet in der Stromerzeugung mit hohem Durchfluss und geringer Fallhöhe.

Was Sie über Kaplan Turbine wissen müssen

1. Bei der Kaplan-Turbine tritt Wasser in die Turbinenlaufschaufel in axialer Richtung ein und aus.
2. Bei Kaplanturbinen liegt die Anzahl der Schaufeln im Laufrad im Allgemeinen zwischen 3 und 8.
3. Kaplan-Turbinen können unter einer Vielzahl von Fallhöhenbedingungen betrieben werden.
4. Der Energieverlust durch Reibung der Schaufeln ist aufgrund der geringen Schaufelanzahl geringer.
5. Die Effizienz der Kaplan-Turbine ist höher als die der Francis-Turbine. Es ist über einen weiten Bereich von Wassersäule und Durchflussmenge effizient.
6. Die Kaplan-Turbine ist im Vergleich zur Francis-Turbine kleiner und kompakter.
7. Die Anordnung der Welle ist immer in vertikaler Richtung, da es sich um eine Axialturbine handelt.
8. Die Drehzahl (RPM) ist höher als die der Francis-Turbine.
9. Bei Kaplan-Turbinen befinden sich Servomotoren in der Hohlwelle des Turbinenlaufrads.
10. Kaplan-Turbinenlaufschaufeln sind einstellbar.
11. Die Kaplan-Turbine benötigt einen hohen Wasserdurchfluss.
12. Die Kaplan-Turbine arbeitet mit sehr niedriger Fallhöhe, die Fallhöhe beträgt im Allgemeinen 100 Meter.
13. Es erfordert Servomotoren zur Regulierung der Leitschaufeln mit sich drehenden Laufschaufeln.
14. Es wird in kleinen Wasserkraftwerken zur Stromerzeugung verwendet.

Lesen Sie auch: Unterschied zwischen Reaktionsturbine und Impulsturbine

Unterschied zwischen Francis- und Kaplan-Turbinen in der Tabelle

VERGLEICHSGRUNDLAGE	FRANCIS TURBINE	KAPLAN-TURBINE
Beschreibung	Bei der Francis-Turbine tritt Wasser radial in die Laufschaufeln ein und verlässt sie axial, daher kann sie als Mischstromturbine bezeichnet werden.	Bei der Kaplan-Turbine tritt Wasser in die Turbinenlaufschaufel in axialer Richtung ein und aus.
Anzahl der Klingen	Die Anzahl der Schaufeln im Laufrad liegt in der Regel zwischen 16 und 24.	Die Anzahl der Schaufeln im Laufrad liegt in der Regel zwischen 3 und 8.
Kopfzustand	Francis-Turbine erfordert relativ höhere Druckhöhenbedingungen.	Kaplan-Turbinen können unter einer Vielzahl von Fallhöhenbedingungen betrieben werden.
Energieverlust	Der Energieverlust aufgrund der Reibung der Schaufeln ist aufgrund der großen Anzahl von Schaufeln größer.	Der Energieverlust durch Reibung der Schaufeln ist aufgrund der geringen Schaufelanzahl geringer.
Effizienz	Der Wirkungsgrad der Francis-Turbine ist im Vergleich zur Kaplan-Turbine geringer.	Die Effizienz der Kaplan-Turbine ist höher als die der Francis-Turbine. Es ist über einen weiten Bereich von Wassersäule und Durchflussmenge effizient.
Für dich	Die Größe der Francis-Turbine ist im Vergleich zur Kaplan-Turbine relativ groß.	Die Kaplan-Turbine ist im Vergleich zur Francis-Turbine kleiner und kompakter.
Anordnung der Welle	Die Anordnung der Welle kann je nach Anforderung vertikal oder horizontal sein.	Die Anordnung der Welle ist immer in vertikaler Richtung, da es sich um eine Axialturbine handelt.
Drehgeschwindigkeit	Die Rotationsgeschwindigkeit (RPM) ist relativ geringer als die der Kaplan-Turbine.	Die Drehzahl (RPM) ist höher als die der Francis-Turbine.
Position des Servomotors	Bei der Francis-Turbine befindet sich der Servomotor außerhalb der Rotorwelle.	Bei Kaplan-Turbinen befinden sich Servomotoren in der Hohlwelle des Turbinenlaufrads.
Läufer	Francis-Turbinenlaufschaufeln sind nicht verstellbar.	Kaplan-Turbinenlaufschaufeln sind einstellbar.
Durchflussmenge des Wassers	Francis-Turbine benötigt einen mittleren Wasserdurchfluss.	Die Kaplan-Turbine benötigt einen hohen Wasserdurchfluss.
Wasserkopfgröße	Die Francis-Turbine erfordert eine mittlere Wasserhöhe, dh sie variiert im Allgemeinen zwischen 100 und 600 Metern.	Die Kaplan-Turbine arbeitet mit sehr niedriger Fallhöhe, die Fallhöhe beträgt im Allgemeinen 100 Meter.
Anforderungen an den Servomotor	Es erfordert einen Stellmotor zur Regulierung von Leitschaufeln mit sich drehenden Laufschaufeln.	Es erfordert Servomotoren zur Regulierung der Leitschaufeln mit sich drehenden Laufschaufeln.
Anwendung	Es wird in Bewässerungswasser-Pumpsets verwendet, um Wasser aus dem Boden zur Bewässerung zu pumpen.	Es wird in kleinen Wasserkraftwerken zur Stromerzeugung verwendet.