Cosas que debes saber sobre la turbina Kaplan

Con la gran mayoría de turbinas disponibles, Kaplan se convierte en una. Funciona según el principio de reacción de flujo axial, aunque algunos otros tipos funcionan según este principio. En las turbinas de flujo axial, el agua fluye a través del rodete en dirección paralela al eje de rotación del rodete. Quédate conmigo, ¡esto se explicará con más detalle!

Hoy conocerá la definición, las aplicaciones, la función, los componentes, el diagrama y el principio de funcionamiento de una turbina Kaplan. También conocerá las ventajas y desventajas de esta turbina Kaplan.

¿Qué es una turbina Kaplan?

Una turbina Kaplan es una turbina hidráulica de tipo hélice que funciona según el principio de reacción de flujo axial. A diferencia de otras, la turbina Kaplan tiene palas ajustables. Su invención permitió la producción de energía eficiente en aplicaciones de cabeza baja. Este cabezal varía de 10 a 70 metros (33 a 230 pies) y la salida varía de 5 a 200 MW. El uso de turbinas Kaplan es en la producción de energía de alto flujo y bajo cabezal.

Las turbinas Kaplan son la evolución de la turbina Francis, lo que permite una producción de energía eficiente en aplicaciones de baja altura. Esto no es posible con las turbinas Francis, y ahí es donde comienza la modificación.

Un profesor austriaco, Viktor Kaplan, desarrolló esta turbina en 1913. Combinó palas de hélice ajustadas automáticamente con compuertas peatonales ajustadas automáticamente para que se pueda lograr la eficiencia en una amplia gama de flujos y niveles de agua.

Aplicaciones de la turbina Kaplan

A continuación se muestran las aplicaciones de una turbina Kaplan:

• Las turbinas Kaplan se utilizan ampliamente para la producción de energía eléctrica.
• Su versión pequeña o modelo se produce para la producción de energía individual.
• Las grandes turbinas Kaplan están diseñadas para que los sitios operen con la mayor eficiencia posible.
• Recientemente, las turbinas Kaplan se utilizan en alta mar para generar energía undimotriz.

Nota :al igual que con otras turbinas, la función principal de una turbina Kaplan es la generación de energía eléctrica.

Componentes de la turbina Kaplan

A continuación se muestran los componentes de una turbina Kaplan y sus funciones.

Cubierta de desplazamiento:

Este es un tipo de carcasa en espiral, que tiene un área de sección transversal decreciente. El agua de las tuberías forzadas ingresa a este componente y luego se mueve hacia las paletas guía donde gira 90 ^0. También fluye axialmente a través del corredor. El rodete, las paletas guía de los álabes del rodete y otras partes internas de la turbina están protegidas contra daños externos.

Mecanismo de paleta guía:

Las turbinas Kaplan utilizan el mecanismo de paletas guía para controlar toda la turbina. Se abre y se cierra dependiendo del requerimiento de energía. En los casos en que se requiere más potencia de salida, se abre más para permitir que más agua golpee las palas del rotor. A menor potencia de salida, se cierra para detener el flujo de agua. En ausencia de estos componentes en las turbinas Kaplan, la eficiencia disminuye enormemente.

Tubo de aspiración:

La función de un tubo de tiro es descargar agua desde la salida de una turbina hacia el canal de descarga. Esto se debe a que la presión a la salida del rodete de las turbinas de reacción es generalmente menor que la presión atmosférica. El agua a la salida no puede descargarse directamente al canal de descarga. Por lo tanto, para la descarga del agua se utiliza un tubo o tubería de áreas gradualmente crecientes.

Alabes:

En las turbinas Kaplan, las palas del rodete son uno de los componentes esenciales. De hecho, se considera el corazón de las turbinas Kaplan ya que ayuda en la generación de energía eléctrica. La pala está diseñada con un eje que está conectado al eje del generador. Hay una protuberancia grande montada en el corredor que permite que las cuchillas se asienten firmemente. Estas palas se pueden ajustar a un ángulo de ataque óptimo para obtener la máxima potencia de salida. Las turbinas Kaplan tienen giros a lo largo de su longitud.

Diagrama de turbina Kaplan:

Principios de funcionamiento de la turbina Kaplan

El funcionamiento de una turbina Kaplan es menos complejo y puede entenderse fácilmente. En su funcionamiento, el agua procedente de la compuerta penetra en el casquillo de la voluta. Esta carcasa de espiral está diseñada de tal forma que no se pierde la presión del flujo. Una paleta guía que es ajustable dirige el agua a las palas del rodete. Estos álabes se pueden ajustar solos según el requisito de caudal. El agua da un giro de 90 grados para que la dirección del agua sea axial a las palas del rodete.

El agua golpea debido a la fuerza de reacción del agua, cuando las palas del rodete comienzan a girar. Para una mayor eficiencia de la turbina, las palas del rodete tienen giros a lo largo de su longitud. Por tanto, se obtiene un ángulo de ataque óptimo para todas las secciones transversales de las palas.

El agua entra en el tubo de aspiración desde las palas del rodete, donde disminuye su energía de presión y su energía cinética. El aumento de la presión del agua se experimenta cuando la energía cinética se convierte en energía de presión.

Esta rotación de la turbina es lo que hace girar el eje del generador para la producción de energía eléctrica.

Mire el video a continuación para obtener más información sobre una turbina Kaplan:

Ventajas y desventajas de la turbina Kaplan

Ventajas:

A continuación se muestran los beneficios de la turbina Kaplan en sus diversas aplicaciones:

• El diseño es menos complejo y se puede construir fácilmente.
• Se requiere menos espacio para la instalación.
• Tienen una eficiencia muy alta en comparación con otros
• Más eficiente en la parte inferior de la cabeza
• El número de cuchillas es menor
• El acero inoxidable es el material de la hoja que puede reducir la cavitación.

Desventaja:

A pesar de las buenas ventajas de la turbina Kaplan, aún existen algunas limitaciones. A continuación se muestran las desventajas de una turbina Kaplan en sus diversas aplicaciones.

• La cavitación es un gran inconveniente de una turbina Kaplan. Ocurre debido a la caída de presión en el tubo de aspiración.
• El eje solo se puede colocar en dirección vertical.
• Su funcionamiento requería un gran caudal.

Conclusión

Se explicó que las turbinas Kaplan son turbinas de agua de tipo hélice que funcionan según el principio de reacción de flujo axial. Su función principal es la generación de energía eléctrica. Eso es todo por este post, donde damos la definición, aplicaciones, funcionamiento, componentes y diagrama de la turbina Kaplan. También damos sus ventajas y desventajas.

Espero que obtenga mucho de esta publicación, si es así, compártala amablemente con otros estudiantes. Gracias por leer, ¡hasta la próxima!