دسته بندی توربین های هیدرولیکی براساس مشخصه های مختلف
توربین های هیدورلیکی اصطلاحا به ماشین‌های سیالی گفته می‌شود که انرژی جنبشی سیال (یا پتانسیل به لحاظ دارا بودن ارتفاع) را به انرژی مکانیکی چرخشی و در ادامه به کمک استفاده از ژنراتورهای متصل به محور رانر توربین، به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کند.
توربین‌ها از یک سری پره‌هایی که به صورت ثابت روی یک محور چرخان یا یک صفحه نصب شده، تشکیل شده اند. محور توریبن به خاطر ضربه ناشی از اختلاف فشار و سرعت سیال برخوردی به پره‌ها، به چرخش درمی‌آید.
توریبن‌های هیدرولیکی را میتوان براساس دسته‌بندی‌های متفاوت و در نظر گرفتن معیارهای گوناگون، در دسته‌بندی‌های مختلف قرار داد. شکل کلی این دسته‌بندی‌ها به صورت کلی در زیر نشان داده شده است.
برای مثال، در توربین‌های جریان محوری، راستای جریان سیال و محور چرخش پره‌ها، موازی می‌باشد. مانند توربین‌های کاپلان و پروانه‌ای.
در توربین‌های جریان شعاعی، این دو راستا بر همدیگر عمود می‌باشد، مانند توربین پلتون.
در توربین‌های جریان مختلط، راستای جریان سیال ورودی با راستایی که جریان سیال توربین را ترک می‌نماید، متفاوت می‌باشد که از نمونه‌های آن می توان به توربین فرانسیس اشاره کرد.
———————————————————————————-
توربین‌های هیدرولیکی را همچنین میتوان براساس تغییرات فشار سیال در هنگام عبور از روتور (یا همان رانر) به دو دسته تقسیم‌بندی کرد:
- توربین‌های ضربه‌ای
- توربین‌های عکس العملی
برای توربین‌های ضربه‌ای فشار سیال آب در هنگام گذر از رانر همان مقدار قبل باقی می‌ماند. گرچه در هنگام عبور آب از نازل، انرژی پتانسیل درون سیال آب به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود.
جت سرعت بالای آب پره‌های باکت مانند متصل به محور چرخان را به عقب رانده و انرژی جنبشی را به حرکت چرخشی رانر تبدیل می‌کند. توریبن پلتون یکی از معمول‌ترین توربین‌های ضربه ای به شمار می‌رود.
برای توربین‌های عکس العملی فشار آب نسبت به شکل مسیر جریان آب تغییر می‌کند. که این شکل مسیر جریان آب شامل پره‌های راهنمای ثابت، پره‌های راهنمای قابل انطباق با سیال و پره‌های چرخان می‌باشد.
جریان آب با فشار بالا به صورت عمودی از طریق پره‌های راهنمای ثابت به پره برخورد می‌کند و سپس به سمت پره‌های راهنمای قابل انطباق با سرعت عمودی بسیار زیاد هدایت می شود. با انتقال مومنتم بین رانر و پره، پره شروع به چرخیدن می‌کند.
توربین‌های عکس العملی در مقایسه با توربین‌های ضربه‌ای با میزان دبی و هد موثر یکسان، توان بیشتری را تولید می‌کنند. توربین‌های کاپلان و فرانسیس از بهترین نمونه‌های این نوع از توربین‌های هیدرولیکی می‌باشند.
دسته بندی توربین‌های آبی براساس شرایط هیدرولیکی عملکرد
توربین های هیدرولیکی را از لحاظ مقدار فشار مورد نیاز آب، میتوان در دسته بندی های مختلف نیز جای داد. این نوع دسته بندی با توجه به اینکه یکی از شرایط اصلی انتخاب نوع توربین به شمار می‌رود، از اهمیت خاصی برخوردار است. تا جایی که عموما قبل از انتخاب توربین نیاز است تا مشخص شود، میزان هد موثر (و در مواقعی دبی) ثابت و پایدار منبع آبی در چه رنجی می باشد.
بر این اساس میتوان توربین‌های آبی را در سه دسته قرار داد:
-
توربین های هد پایین
اگر شرایط عملکردی توربین آبی زیر ۵۰ متر باشد، توربین در این دسته قرار می گیرد. توربین کاپلان یکی از این دسته توربین‌ها می باشد.
- توربین های هد متوسط
بازه عملکردی توربین با هد موثر بین ۵۰ تا ۲۵۰ متر در بازه توربین‌های هد متوسط قرار می گیرد. توربین آبی فرانسیس عموما در این دسته قرار می‌گیرد.
-
توربین های هد بالا
توربین هایی با هد موثر بیش از ۲۵۰ متر در این دسته قرار می گیرند.
باید توجه داشت که این دسته بندی تنها برای تعیین محدوده‌ای برای طبقه بندی توربین های هد پایین تا هد بالا می باشد. در شکل زیر محدوده کامل مورد نیاز برای انواع توربین های آبی نشان داده شده است.
همواره بهترین انتخاب برای نوع توربین وابسته به شرایط محیطی، هد موثر خروجی از منبع آب، نوع شرایط جوی، میزان توان مورد نیاز و …. بسیاری از عوامل دیگر می‌باشد.
