Пропеллерная турбина

Пропеллерные турбины (рис. 1) с жёстким закреплением лопастей и поворотно-лопастные (турбины Каплана) с поворотом лопастей образуют систему осевых турбин, отличающихся тем, что поток воды на входе и выходе с рабочего колеса имеет одно и то же осевое направление.

Рис. 1. Рабочее колесо пропеллерной турбины

Расположение осей турбин может быть как вертикальным, так и горизонтальным. При низких и средних напорах (до 80 м) используются осевые вертикальные турбины (пропеллерные и поворотно-лопастные). При низких (до 20 м) – осевые горизонтальные капсульные турбины.

Рабочее колесо вертикальной пропеллерной турбины состоит из корпуса (втулки) (1) с обтекателем (2) и лопастей (3), жестко скрепленных со втулкой и установленных под некоторым постоянным углом к вертикальной оси.

Элементы подвода воды к вертикальной осевой турбине схожи с трактом подвода воды к радиально-осевой: (спиральная камера (6) – направляющий аппарат (5) – лопасти турбины (3) – камера рабочего колеса (4). Форма

поперечного сечения спиральной камеры у радиально-осевых турбин 5 круглая, а у осевых – тавровая. Это 3 продиктовано условиями работы турбин. Радиально-осевые турбины высоконапорные, поэтому механические нагрузки на спиральную камеру высокие и требуют применения металла для их изготовления при наивыгоднейших очертаниях. Поворотно-лопастные турбины низконапорные, поэтому спиральные камеры выполняются из бетона, нагрузки на который меньше, а укладка его в геометрически прямолинейные блоки проще. Отвод воды от турбины так же, как от радиально-осевой, происходит через отсасывающую трубу.

Поворотно-лопастная вертикальная турбина отличается от пропеллерной тем, что ее лопасти могут поворачиваться. Поэтому КПД этой турбины при частичных нагрузках выше, чем у пропеллерной, благодаря тому, что расход может регулироваться не только с помощью лопаток направляющего аппарата, но и поворотом лопастей, обеспечивая оптимальное обтекание рабочего колеса.

Для каждого установившегося режима работы существует наивыгоднейшее взаимное расположение разворота лопастей и открытия направляющего аппарата. Оптимальную зависимость между их положением называют комбинаторной зависимостью.