موضوع مقاله: توربین آبی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # توربین آبی | مقدمه: این توربین‌ها در قرن نوزده میلادی توسعه یافتند و تا پیش از تورین‌های برقی مهم‌ترین منبع تولید قدرت در صنایع بودند. | ## بخش 1: توربین آبی | این توربین‌ها بیشتر در سدها برای تبدیل انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل آب به برق مورد استفاده قرار می‌گیرند. تاریخچه چرخ آب برای هزاران سال برای تولید قدرت در صنایع مورد استفاده قرار گرفته‌ است. توسعه چرخ‌های آب به توربین‌های مدرن در طول حدود یک صد سال در دوران انقلاب صنعتی و با استفاده از اصول و روش‌های علمی صورت گرفت. به علاوه، از مواد جدید و روش ساخت نوین که در قرن نوزده موجود بودند برای توسعه این توربین‌ها استفاده شد. تفاوت اصلی بین توربین‌های آب اولیه و چرخ‌های آب در مؤلفه چرخشی آب است که انرژی را به یک روتور چرخان می‌رساند. این بخش اضافی متحرک در توربین‌های آبی کمک می‌کند که اندازه این توربین‌ها کوچک‌تر از چرخ‌های آبی با همان توانایی تولید قدرت باشد. چرخش در توربین‌های آبی باعث می‌شود که این توربین مقدار آب بیشتری را در زمان کم تر به عنوان ورودی دریافت کنند. از آنجا که اسپین، این نیرو از طریق یک فاصله (نیروی اقدام از طریق یک فاصله تعریف کار) عمل می‌کند. توربین‌های آبی به دو گروه توربین‌های واکنش و توربین‌های ضربه طبقه‌بندی می‌شوند . شکل دقیق پره‌های توربین آب تابعی از فشار عرضه آب است، و نوع پروانه انتخاب شده‌است. به‌طور کلی، توربین ضربه برای سایت با هد زیاد استفاده می‌شود، و توربین واکنش برای سایت‌های با هد کم مورد استفاده قرار می‌گیرند. توربین کاپلان با زمین تیغه قابل تنظیم به خوبی اقتباس شده به محدوده وسیعی از شرایط جریان یا هد، از بهره‌وری به اوج خود می‌تواند بیش از یک طیف گسترده‌ای از شرایط جریان به دست آورد. توربین‌های کوچک (اغلب کمتر از ۱۰ مگاوات) ممکن است شفت افقی داشته باشد، و حتی نسبتاً بزرگ توربین نوع لامپ تا ۱۰۰ مگاوات یا افقی ممکن است. بسیار بزرگ فرانسیس و کاپلان ماشین‌های معمولاً دارای شفت عمودی چرا که این کار باعث می‌شود بهترین استفاده را از هد موجود، و نصب و راه‌اندازی ژنراتور مقرون به صرفه تر می‌سازد. چرخ Pelton ممکن است به صورت عمودی یا افقی ماشین آلات شفت به دلیل اندازه از ماشین بسیار از هد کمتر است. | ## بخش 2: توربین آبی | برخی از توربین ضرب‌های با استفاده از جت آب متعدد در دونده برای افزایش سرعت خاص و محوری شفت تعادل. سرعت خاص سرعت خاص از یک توربین را مشخص شکل توربین در راه است که به اندازه آن نیست. این اجازه می‌دهد تا طراحی توربین‌های جدید از طرح‌های موجود از عملکرد شناخته شده کوچک شده‌است. سرعت خاص است نیز معیارهای اصلی برای تطبیق سایت آبی خاص با توجه به نوع توربین صحیح است. سرعت خاص است که با سرعت توربین تبدیل Q ترشحات خاص، با سر واحد و در نتیجه قادر به تولید قدرت واحد است. قوانین میل قوانین میل اجازه می‌دهد تا خروجی از یک توربین در آزمون مدل پیش‌بینی می‌شود بر اساس. ماکت مینیاتوری از طرح پیشنهادی، در حدود یک فوت (۰٫۳ متر) در قطر، می‌تواند به آزمایش و اندازه‌گیری آزمایشگاه شیمی کاربرد نهایی با اعتماد به نفس بالا. جریان از طریق توربین یا توسط یک شیر بزرگ یا توسط دریچه مرتب در اطراف خارج از دونده توربین کنترل شده‌است. سر دیفرانسیل و جریان را می‌توان برای تعداد مقادیر مختلف باز شدن دروازه رسم می‌شود، تولید یک نمودار تپه مورد استفاده قرار گیرد برای نشان دادن بهره‌وری از توربین در شرایط متفاوت است. توربین عکس العملی توربین عکس‌العملی با آب، که تغییرات فشار را به عنوان آن را از طریق توربین حرکت می‌کند و می‌دهد تا انرژی خود را عمل کرده‌است. آن‌ها باید روکشی برای جلوگیری از فشار آب (یا مکش)، یا آن‌ها باید به‌طور کامل در جریان آب غوطه ور شده‌است. بیشتر آب توربین‌ها در استفاده از توربین عکس‌العملی هستند و در برنامه‌های کاربردی کم هد (<۳۰m/۹۸ فوت) و متوسط (۳۰-۳۰۰m/۹۸-۹۸۴ فوت) استفاده می‌شود. از آنجا که توربین در حال چرخش است، این نیرو از طریق از راه دور (کار) عمل می‌کند و جریان آب منحرف شده‌است با انرژی کاهش باقی‌مانده‌است. قبل از ضربه زدن به پره‌های توربین، فشار آب (انرژی پتانسیل) توسط یک نازل به انرژی جنبشی تبدیل می‌شود و با تمرکز بر روی توربین شده‌است. توربین ضربه‌ای اغلب در برنامه‌های کاربردی هد بسیار بالا (> ۳۰۰m/۹۸۴ فوت) استفاده می‌شود. | ## بخش 3: توربین آبی | آن‌ها با استفاده از یک منبع انرژی تجدید شونده و طراحی شده‌اند تا برای چندین دهه به کار گیرند. از لحاظ تاریخی نیز وجود دارد پیامدهای منفی، عمدتاً در ارتباط با سدها به‌طور معمول برای تولید برق مورد نیاز بوده‌است. سدها محیط زیست طبیعی از رودخانه‌ها را تغییر می‌دهد، به‌طور بالقوه کشتن ماهی، توقف مهاجرت، و اخلال در معیشت مردم است. به عنوان مثال، قبایل هندی آمریکایی در شمال غربی اقیانوس آرام تا به حال معیشت ساخته شده در اطراف ماهیگیری ماهی قزل آلا، اما تهاجمی سد سازی، راه خود را از زندگی را نابود کردند. سدها نیز باعث کمتر آشکار است، اما عواقب، از جمله افزایش تبخیر آب (به خصوص در مناطق خشک)، ساخت تا از گل و لای در پشت سد، و تغییرات به درجه حرارت آب و الگوهای جریان است. بعضی از مردم [که؟] بر این باورند که ممکن است به ساخت سیستم‌های برق آبی است که منحرف، ماهی‌ها و دیگر موجودات زنده را از شما دور از مصرف توربین بدون آسیب یا از دست دادن قابل توجه قدرت عملکرد تاریخی سازه‌های انحراف فقیر شده‌اند. در ایالات متحده، در حال حاضر غیرقانونی برای جلوگیری از مهاجرت ماهی، برای مثال ماهی خاویاری سفید در معرض خطر بزرگ در شمال امریکا، بنابراین نردبان ماهی باید توسط سازندگان سد ارائه شده‌است. توربین‌های عکس العملی در این توربین‌ها آب با گذر از بین پره‌های توربین فشار خود را از دست داده و باعث حرکت رانر می‌شود. پلتون به هر دو نوع ساخته می‌شود اما فرانسیس و کاپلان‌های بزرگ معمولاً عمودی هستند. (البته ارتفاع به مراتب مهم‌تر از دبی است.) ضربه‌ای‌ها در ارتفاع خیلی بالا استفاده می‌شوند و عکس‌العملی‌ها هم در رنج وسیعی از ارتفاع (H همان ارتفاع و به متر است) به کار می‌روند. سرعت نامی، ns، مشخصه‌ای است که تعیین می‌کند چه توربینی به چه موقعیت سدی سازگاری دارد. فرمول زیر سرعت نامی را بیان می‌کند (در این فرمول n سرعت دور بر دقیقه‌است.): رابطه فوق باید در ۲۶۲۶/۰ ضرب شود تا از واحذ انگلیسی به واحد متریک تبدیل شود. البته می‌توان با استفاده از Ω که سرعت زاویه‌ای با واحد رادیان بر ثانیه‌است فرمول بی واحد زیر را به دست آورد: حال با استفاده از ارتفاع و دبی موجود و سرعت خواسته شده، سرعت نامی را به دست می‌آوریم. همچنین با استفاده از مدل‌های آزمایشگاهی در ابعاد ۱ فوت می‌توان آزمایش‌ها را انجام داد و با استفاده از قوانین وابستگی (Affinity Law) نتایج را به مدل واقعی تعمیم داد. قوانین تشابه اگر ابعاد توربین ثابت باشد: سرعت ارتباط مستقیم با دبی ورودی دارد: سرعت متناسب است با جذر دوم ارتفاع. | ## جمع‌بندی | تلمبه‌ای ذخیره‌ای نیروگاه آبی می‌تواند در زمان غیر پیک برق اضافه شبکه را گرفته و به صورت پمپ کار کرده و آب را به بالای سد ببرد و در هنگام پیک مانند دیگر توربین‌ها آب را رها کرده و برق را تولید کند.