Was ist francis turbine?

Die Francis-Turbine ist eine Art von Wasserturbine, die sowohl Reaktions- als auch Radialflussprinzipien kombiniert. Sie ist eine der am häufigsten verwendeten Turbinen in Wasserkraftwerken.

• Funktionsweise: Wasser strömt radial in den Laufrad ein und verlässt es axial. Die Energie des Wassers wird sowohl durch Druck- als auch durch Geschwindigkeitsänderung in mechanische Energie umgewandelt.

• Bauweise:

  • Spirale: Leitet das Wasser gleichmäßig um den Laufrad.
  • Leitschaufelapparat: Regelt den Wasserdurchfluss und lenkt das Wasser in den optimalen Winkel auf die Laufradschaufeln.
  • Laufrad: Der rotierende Teil der Turbine, der die Energie des Wassers aufnimmt.
  • Saugrohr: Leitet das Wasser vom Laufrad ab und hilft, Unterdruck zu erzeugen, was die Effizienz steigert.

• Anwendungsbereich: Francis-Turbinen eignen sich für mittlere Fallhöhen (typischerweise 25 bis 550 Meter) und Wassermengen.

• Vorteile:

  • Hoher Wirkungsgrad, besonders im Bereich des Auslegungspunktes.
  • Relativ kompakte Bauweise.
  • Robust und zuverlässig.

• Nachteile:

  • Wirkungsgrad sinkt stark außerhalb des Auslegungspunktes.
  • Empfindlich gegenüber Kavitation. Siehe: Kavitation
  • Anfälliger für Schäden durch abrasive Partikel im Wasser als Pelton-Turbinen.

• Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad von Francis-Turbinen kann bis zu 95% betragen.

• Optimierung: Die Leistung einer Francis-Turbine hängt stark von der Gestaltung der Laufradschaufeln und des Leitschaufelapparats ab. Numerische Strömungsmechanik (CFD) wird häufig verwendet, um das Design zu optimieren.

Wichtige Themen zusammengefasst:

• Wirkungsgrad
• Leitschaufelapparat
• Laufrad
• Fallhöhe
• Numerische%20Strömungsmechanik