Turbine de Banki
Une turbine de croisement de flux de , la turbine de Banki-Michell de , ou la turbine d'Ossberger de est une turbine de l'eau de développée par le australien Anthony Michell , le hongrois Donát Bánki et le allemand Fritz Ossberger .
Michell a obtenu des brevets pour sa conception de turbine en 1903, et l'entreprise manufacturière Weymouth l'a faite pendant beaucoup d'années. Le premier brevet d'Ossberger a été accordé dans le 1922 , et il a fabriqué cette turbine comme produit standard. Aujourd'hui, la compagnie fondée par Ossberger est le principal fabricant de ce type de turbine.
À la différence de la plupart des turbines de l'eau de avec un flux axial ou radial, dans une turbine de croisement de flux l'eau traverse le type de turbine transversalement, à travers la turbine. Comme un waterwheel, l'eau est admise à son bord. Après dépassement du coureur, elle part du côté opposé. Passer par le coureur fournit deux fois l'efficacité additionnelle . Quand l'eau laisse le coureur, elle aide également propre le coureur de petits débris et de pollution. La turbine de croisement de flux est une machine à vitesse réduite.
Bien que l'illustration montre un bec pour la simplicité, la plupart des turbines pratiques de croisement de flux ont deux, disposé de sorte que les écoulements d'eau ne s'y mêlent pas.
Des turbines de croisement de flux sont souvent construites en tant que deux turbines de capacité différente qui partagent le même axe. Les roues de turbine sont le même diamètre, mais différentes longueurs pour manipuler différents volumes à la même pression. Les roues subdivisées sont habituellement construites avec des volumes dans les rapports de 1 : 2. L'unité de réglementation subdivisée (le système d'ailette du guidage dans la section ascendante de la turbine) fournit à l'opération flexible, le ⅓, le ⅔ ou 100% produits, selon l'écoulement. De bas frais d'exploitation sont obtenus avec la construction relativement simple de la turbine.
Détails de conception
La turbine se compose d'une roue ou d'un coureur d'eau cylindrique avec un axe horizontal, composé de nombreuses lames (jusqu'à 37), disposé radialement et tangentiellement. Les bords de lames sont affilés réduisent la résistance à l'écoulement de l'eau. Une lame est faite dans une section transversale partie-circulaire (pipe coupée au-dessus de sa longueur entière). Les extrémités des lames sont soudés par aux disques pour former un camp comme un camp de hamster ; au lieu des barres, la turbine a les lames en acier cuvette-shaped.
Les écoulements d'eau d'abord de l'extérieur de la turbine à son intérieur. L'unité de réglementation, formée comme une palette ou une langue, varie la section transversale de l'écoulement. Le jet d'eau est orienté sur le coureur cylindrique par un bec fixe . L'eau entre dans le coureur sous un angle d'environ 45 degrés, transmettant une partie de l'énergie cinétique du de l'eau aux lames cylindrique actives.
Les commandes d'appareil de réglementation que l'écoulement a basé sur la puissance ont eu besoin, et l'eau disponible. Le rapport est que (0-100%) de l'eau est admis à 0-100%× ; 30/4 de lames. L'admission de l'eau est aux deux becs est étranglée par deux ailettes du guidage formées. Celles-ci divisent et dirigent l'écoulement de sorte que l'eau entre dans le coureur sans à-coup pour n'importe quelle largeur de l'ouverture. Les ailettes du guidage devraient sceller aux bords du carter de turbine de sorte que quand l'eau est basse, elles puissent couper l'approvisionnement en eau. Les ailettes du guidage agissent donc en tant que valves entre la conduite forcée et la turbine. Les deux ailettes du guidage peuvent être placées par les leviers de commande, auxquels une commande automatique ou manuelle peut être reliée.
La géométrie de turbine (bec-coureur-axe) s'assure que le jet d'eau est efficace. L'eau agit sur le coureur deux fois, mais la majeure partie de la puissance est transférée sur la première passe, quand l'eau entre dans le coureur. Seulement le ⅓ de la puissance est transféré au coureur quand l'eau laisse la turbine.
Les écoulements d'eau par les canaux de lame dans deux directions : extérieur à à l'intérieur, et intérieur à l'extérieur. La plupart des turbines sont courues avec deux gicleurs, disposés ainsi deux jets d'eau dans le coureur ne s'affecteront pas. Il est, cependant, essentiel que la vitesse de turbine, de tête et de turbine soient harmonisées.
La turbine de croisement de flux est du type d'impulsion, ainsi la pression demeure constante au coureur.
Pour améliorer son comportement sous une charge partielle, une turbine de croisement de flux est habituellement construite avec deux chambres. Chaque chambre a son propre coureur, mais les coureurs partagent le même axe. Les chambres sont subdivisées chez Q× ; ⅔ et Q× ; ⅓. La chambre plus petite est employée avec les petits écoulements, les plus grands avec des écoulements moyens, et les deux chambres sont employées avec de grands écoulements comme suit : Q× ; ⅓ + Q× ; ⅔ = Q.
Avantages
L'efficacité maximale d'une turbine de croisement de flux est légèrement moins qu'un Kaplan , le Francis ou la turbine de Pelton . Cependant, la turbine de croisement de flux a une courbe plate d'efficacité sous la charge variable. Avec une chambre de coureur et de turbine de fente, la turbine maintient son efficacité tandis que l'écoulement et la charge varient de 1/6 au maximum.Puisqu'il a un prix bas, et le bon règlement, des turbines de croisement de flux sont la plupart du temps utilisées dans unités micro de mini et de de l'hydro-électricité plus moins de deux mille kilowatts et avec les têtes plus moins de 200 M.
En particulier avec de petites usines de courir-de-le-fleuve, la courbe plate d'efficacité rapporte une meilleure exécution annuelle que d'autres systèmes de turbine, car la petite eau des rivières est habituellement inférieure en quelques mois. L'efficacité d'une turbine déterminent si l'électricité est produite au cours des périodes où les fleuves ont de basses têtes. Si les turbines utilisées ont des efficacités de crête élevée, mais se comportent mal à la charge partielle, l'exécution moins annuelle est obtenue qu'avec les turbines qui ont une courbe plate d'efficacité.
En raison de son excellent comportement avec les charges partielles, la turbine de croisement de flux est bien adaptée à la production d'électricité unattended. Sa construction simple le facilite pour maintenir que d'autres types de turbine ; seulement deux roulements doivent être maintenus, et il y a seulement trois éléments tournants. Le système mécanique est simple, ainsi des réparations peuvent être exécutées par la mécanique locale.
Un autre avantage est qu'il peut souvent se nettoyer. Car l'eau part le coureur, les feuilles, l'herbe etc. ne resteront pas dans le coureur, empêchant des pertes. Ainsi bien que l'efficacité de la turbine soit légèrement inférieure, elle est plus fiable que d'autres types. Aucun nettoyage de coureur n'est normalement nécessaire, par exemple par inversion d'écoulement ou variations de la vitesse. D'autres types de turbine sont obstrués facilement, et par conséquent des pertes de puissance de visage en dépit des efficacités nominales plus élevées.
Voir également
Turbines de l'eau de .
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