Kaplan vs Francis Turbine
Maji, yanayotembea kila wakati, hubeba nishati pamoja nayo. Wanadamu siku zote wamestaajabia uwezo wake mkuu na mara nyingi walitumia uwezo huo. Lakini, tu baada ya karne ya 19, wahandisi walitengeneza mashine za kutumia nishati hii kwa ufanisi. Turbines ni mashine iliyoundwa ili kunasa nishati kutoka kwa mtiririko wa maji na kuigeuza kuwa nishati ya mitambo.
Turbine ya Francis na turbine ya Kaplan ni aina mbili za turbine za athari zinazotumika katika mitambo ya maji kwa kuendesha jenereta. Ni aina zinazojulikana zaidi za turbine zinazotumika katika mitambo ya kisasa ya kuzalisha umeme.
Francis Turbine
Turbine ya Francis ilitengenezwa na Mwingereza James B. Francis mwaka wa 1849 alipokuwa akifanya kazi kama mhandisi mkuu wa Kampuni ya Locks and Canals. Turbine iliundwa kwa ajili ya kuwezesha mashine za kiwanda cha nguo kwa kutumia mto ulio karibu. Kwa kutumia mbinu za kisayansi na majaribio aliweza kuendeleza muundo huo kufikia ufanisi wa hadi 90%. Leo injini za turbine za Francis ndizo zinazotumika sana duniani.
Turbine yaFrancis imefungwa ndani ya kibebeo, na vilele vina vipengele maalum vilivyopinda vilivyoundwa ili kupata utendakazi bora zaidi kutoka kwa turbine. Mitambo ya Francis hufanya kazi chini ya kichwa cha maji cha mita 10-650 na jenereta inayoendeshwa na turbine inaweza kutoa pato la nguvu hadi MW 750. Mitambo hiyo ina kasi ya kati ya mizunguko 80 hadi 100 kwa dakika.
Turbine ya Francis ina kusanyiko la shimoni la wima, na mkusanyiko wa rota ulioelekezwa mlalo, unaoitwa runner, ambao hufanya kazi chini ya maji. Kiingilio cha maji pia ni cha wima na kinaelekezwa kwa kikimbiaji kwa vani za mwongozo zinazoweza kudhibitiwa. Mkimbiaji huzunguka hasa kutokana na uzito/shinikizo la maji.
Kaplan Turbine
Turbine ya Kaplan ilitengenezwa mwaka wa 1913 na profesa wa Austria Viktor Kaplan. Pia inajulikana kama turbine ya propela kwa sababu mkimbiaji wake anafanana na propela ya meli. Ina vile vile vinavyoweza kubadilishwa na milango ya wiketi ili kupata ufanisi bora katika hali tofauti za shinikizo / kichwa. Kwa hivyo, turbine ya Kaplan inaweza kupata ufanisi wa hadi 95% na kufanya kazi chini ya hali ya kichwa kidogo jambo ambalo haliwezekani katika turbines za Francis.
Katika turbine ya Kaplan pia kikimbiaji kinaendeshwa na shinikizo na kiwango cha kuingiza maji hutawaliwa na vani za mwongozo. Kichwa cha maji cha turbine ya Kaplan ni kati ya mita 10-70 na pato la jenereta linaweza kuwa kutoka 5-120 MW. Kipenyo cha mkimbiaji ni karibu mita 2-8 na hutoa mapinduzi 80-430 kwa dakika. Kwa kuwa turbine za Kaplan zinaweza kufanya kazi chini ya hali ya chini ya kichwa hutumiwa katika mtiririko wa juu, uzalishaji wa nguvu za chini duniani kote.
Kuna tofauti gani kati ya Kaplan na Francis Turbines?
• Katika Kaplan turbine maji huingia kwa axially na kuondoka kwa axially, wakati katika Francis turbine maji huingia katika kikimbiaji kwa radi na kutoka kwa axially.
• Mkimbiaji wa turbine ya Kaplan ana blade 3-8 huku mkimbiaji wa Francis turbine akiwa na vile 15-25 kwa ujumla.
• Turbine ya Kaplan ina ufanisi wa juu kuliko turbine ya Francis.
• Turbine ya Kaplan ni ndogo na kuunganishwa ikilinganishwa na turbine ya Francis.
• Kasi ya mzunguko (RPM) ni kubwa kuliko ile ya turbine ya Francis.
• Turbine ya Kaplan ina hasara ndogo ya msuguano na ufanisi wa juu zaidi.
• Mitambo ya Kaplan inaweza kufanya kazi chini ya hali mbalimbali za kichwa, lakini turbine ya Francis inahitaji hali ya juu zaidi ya kichwa.
• Mitambo ya Kaplan hutumika katika mitambo midogo ya kuzalisha umeme kwa maji.
