Come funziona una turbina idraulica e a cosa serve

Ciao, benvenuto nel nostro blog, nell’articolo di oggi vediamo: Come funziona una turbina idraulica e a cosa serve.

Il turbina idraulica È un dispositivo motorio responsabile della trasformazione dell’energia cinetica in energia potenziale. Prende energia da un fluido, solitamente acqua, trasformandola in energia di rotazione. Questo movimento mobilita una macchina o un generatore elettrico in modo che il energia meccanica selettore rotativo per alimentazione elettrica. Le turbine idroelettriche sono la parte fondamentale di un impianto idroelettrico.

A cosa serve una turbina idraulica?

La turbina idraulica ha la funzione sfrutta l’energia del fluido che lo attraversa per produrre energia rotazionale. Questa energia dinamica viene convertita in energia elettrica grazie ad un generatore che permette questa modifica energetica.

In poche parole: una turbina idraulica viene utilizzata per convertire l’energia potenziale in energia cinetica ed energia elettrica. Questo meccanismo viene utilizzato dagli impianti idroelettrici per catturare energia dalle cascate e dalle correnti d’acqua e ottenere energia elettrica.

Come funziona una turbina idraulica?

La turbina idraulica è fissata in un punto strategico, dove l’acqua defluisce o vi cade. Quando il liquido passa attraverso il suo meccanismo, le pale o le palette del rotore subiscono una caduta di pressione che le spinge e fa ruotare la turbina.

Poiché il mezzo si muove più velocemente, la caduta di pressione sarà maggiore e la velocità di rotazione sarà maggiore. Questa energia rotazionale viene catturata da un generatore o una macchina che ha il compito di trasformare l’energia dinamica in energia elettrica. Puoi vedere come funziona una turbina idroelettrica qui.

Parti di una turbina idraulica

  1. Distributore: Questo è un elemento che non si muove, su di esso non viene svolto alcun lavoro meccanico e non ha velocità angolare. Serve ad accelerare il flusso dell’acqua, trasformando tutta o parte dell’energia potenziale in energia cinetica. Il distributore indirizza l’acqua ad un altro componente chiamato girante e funge da regolatore di flusso. Le forme del collettore possono variare, nelle turbine in azione può essere di iniettore e nelle turbine a reazione può essere assiale, semiassiale o radiale.
  2. Girante: L’elemento base delle turbine idrauliche è noto come girante, ruota o girante. Questo è essenzialmente un disco che ha un sistema di palette, lame o cucchiai ed è animato da un certo grado di velocità angolare. Il energia idraulica che proviene dal fluido o dalla cascata si trasforma in energia meccanica proprio nella girante. Ciò può essere dovuto all’accelerazione e alla deflessione o semplicemente alla deflessione del flusso di liquido mentre passa attraverso le palette.
  3. Tubo di aspirazione: È un componente presente quasi sempre nelle turbine a reazione, viene installato dopo la girante ed ha la forma di un condotto divergente. Ha una forma rettilinea o angolare ed è responsabile del salvataggio dell’altezza tra l’uscita del rotore e il livello del canale di drenaggio. Recupera inoltre parte dell’energia cinetica appartenente alla velocità residua del fluido all’uscita della girante. Alla fine, il tubo di pescaggio può essere trovato nelle turbine ad azione che adottano una forma cilindrica.
  4. Caso: È il componente responsabile del supporto e della copertura delle parti della turbina. Su alcuni modelli, come Kaplan e Francis, è a forma di spirale.
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Tipi di turbine idrauliche

La turbina idraulica è un sottogruppo della macchine turbo, quindi la tua classifica è simile. Sono suddivisi tenendo conto della variazione della pressione della girante o del grado di reazione e in base al design della girante.

Turbine idrauliche secondo il grado di reazione

A seconda di come è posizionato l’albero della turbina, possono esserlo turbine ad asse verticale o ad asse orizzontale. Possono anche essere classificati in base alla direzione in cui entra il fluido, quindi possono essere:

Come funziona una turbina idraulica e a cosa serve
  • Turbine radiali-assiali: È quando il fluido entra nel rotore radialmente e poi cambia direzione ed esce parallelamente all’asse di rotazione, cioè assialmente o nella stessa direzione dell’asse.
  • Turbine assiali: Il fluido uscirà parallelo o nella stessa direzione dell’asse di rotazione.
  • turbine tangenziali: Quando il fluido colpisce la girante alla periferia.

Turbine idrauliche secondo la loro reattività

Questa potrebbe essere la classificazione più importante delle turbine idrauliche, ci sono due modelli: Azione e reazione.

  • Di azione: In questo caso il fluido muove la turbina raggiungendo direttamente le pale del rotore. In questo caso specifico, è necessario che ci sia un’elevata caduta del fluido in modo che colpisca con forza.
  • di reazione: Qui il fluido muoverà la girante, non per soffiaggio, ma per reazione causata dall’acqua che esce dalla girante. Deve esserci un grande flusso di fluido in modo che possa spingere l’acqua nei tubi, uscire con molta pressione e muovere il rotore con forza. In questo caso, l’altezza non ha molta importanza, poiché le lame non verranno colpite direttamente. L’importante è che ci sia abbastanza flusso d’acqua.
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Modelli di turbine idrauliche

Le turbine idrauliche sono disponibili in diversi modelli che integrano le caratteristiche sopra menzionate. Ogni tipo di turbina viene utilizzato in base alla necessità e alla modalità di presentazione del fluido..

  • Turbina Kaplan: Si tratta di una turbina di tipo assiale che ha anche la particolarità di variare l’angolo delle pale durante il lavoro. È stato progettato per essere utilizzato in piccole cascate, ma con grandi portate. È una turbina a reazione.
  • turbina di propulsione: Con valvole regolabili, come nel caso precedente, ma con inclinazione delle alette fissa. Invece di cambiare l’angolo, puoi cambiare la velocità della girante.
  • Turbina Pelton: È una turbina con flusso incrociato, con ammissione parziale. Si dice che abbia cucchiai invece di lame o lame. Sono progettati per grandi cascate, ma piccoli ruscelli. È considerata una turbina d’azione.
  • Turbina Francesco: Per flussi misti e di reazione. Esistono progetti elaborati che consentono di modificare gli angoli delle alette durante il funzionamento. Funziona con salti e flussi medi.
  • Turbina Ossberger/Banki/Michell: È una turbina con bypass libero, aspirazione parziale e radiale. È considerata una turbina a bassa velocità dal numero di giri specifici. È stato progettato per tacchi medi.

Altre informazioni nel seguente video:

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