Francisturbine

Dit artikel is gesjreve (of begós) in 't Gelaens. Laes hie wie v'r mit de versjillende saorte Limburgs ómgaon.

De Francisturbine is 'n type hydraulische turbine, óntwikkeld door en geneump nao James B. Francis. De Francisturbine is 'n inwaertssjtroamende reactieturbine die zoawaal radiale es axiale sjtroaminge combineert.

De Francisturbine is de meis gebruukde hydraulische turbine en is inzètbaar veur valheuëgdes van tieën tot ènnige hónderde maeters.

Óntwikkeling

Óngerdeile van 'n Francisturbine

Francisturbine van de Grand Coulee Dam in de Colombia revier in Washington.

Veur de koms van de sjtoamturbine maakde me gebruuk van waterrajer, die aevel erg inefficiënt ware. Door verbaeteringe óntwikkeld in de 19de eëuw woort |t meugelik veur waterturbines óm te concurrere mèt sjtoamturbines (uteraard op veurwaarde dat ein gesjikde sjtroaming aanwezig waas).

In 1826 óntwikkelde Benoit Fourneyron 'n oetwaertssjtroamende waterturbine mèt 'n hoag efficiëntie (80%). Water woort tangentiaal door de turbine geleid en deeg häör zoa drèje. In 1820 óntwikkelde Jean-Victor Poncelet 'n inwaertssjtroamende waterturbine gebaseerd op dezelfde principes. Howd verkroog in 1838 'n Amerikaans patent veur 'n geliekwaerdig óntwerp.

James Francis verbaeterde in 1848 dees óntwerpe en creëerde zoa 'n turbine mèt 'n efficiëntie van 90%. Door toepassing van weitesjappelike principes en tesmethodes sjlaagde hae d'r in de tot dan toe meis efficiënte turbine te producere. Zien wiskundige en grafische berekaeningsmetoades brachte groate veuroetgank in 't turbine-óntwerp, mèr ouch in anger takke van de ingenieursweitesjappe. Door gebruuk te make van analytische methodes koosj hae veur versjillende sjtroamingsveurwaarde ummer ein betrouwbaar óntwerp make mèt hoage efficiëntie.

Wirkwieze

De Francisturbine is 'n reactieturbine, 't gein beteikent dat d'r ein drökverangering optraejt in 't doorsjtruimende fluïdum. De energie van dees drökverangering wirt ómgezat in mechanische energie, nl. rotatie van de as. Ein behoezing is neuëdig óm de sjtruiming te leije. De turbine bevundj zich tösje 't hoagedrökreservoir en de oetgank dae op leëge drök sjteit.

De inlaot is sjpiraalvörmig. Leijsjoepe leije 't water tangentiaal nao de turbinerotor. Dees radiale sjtroaming wirk in op de turbinesjoepe, wodoor de rotor begint te drèje. De leijsjoepe kènne versjtèlbaar zeen óm zoa de turbine-efficiëntie te regele naogelang de sjtraomingsveurwaarde.

Francisturbine mèt generator
Leijsjoepe op de minimale sjtraomingsinsjtèlling
Leijsjoepe op de maximale sjtraomingsinsjtèlling

Aan de oetgank van de turbinerotor kump 't water in 'n buusvörmig gedeilte, zoadat 't de rotor verlieët mèt wènnig rotatie en wènnig kinetische of potentiële energie. De oetlaotbuus van de stator kènt sjpeciaal vormgegaeve zeen óm de sjtreuëming aaf te remme en zoa de kinetische energie te recuperere (zoagenaamde zuugbuus).

Toepassinge

Inlaotleiding van 'n Francisturbine van de Grand Coulee Dam.

Groate Francisturbines waere sjpecifiek óntwórpe veur de locatie wo ze geïnsjtalleerd gaon waere, óm zoa de hoags meugelike efficiëntie te bereike (meistal meë es 90%). Ze zint 't beste gesjik veur locaties mèt groate debiete en lieëg tot middelhoag opveurheuëgdes. Francisturbines zint erg duur óm te óntwerpe, producere en insjtallere mèr es ze in wirking zint gaon ze tieëntalle jaore mit.

Boete 't producere van elektrische sjtroam, kènt me de Francisturbine ouch gebruke veur pompcentrales: ein reservoir wirt gevöld mèt water op memente went d'r wènnig vraog nao elektrische sjtroam is (de euvertollige elektrische sjtroam wirt dan gebruuk veur 't pómpe); 't water in 't reservoir wirt dan gebruuk óm sjtroam te generere went de vraog nao elektrische sjtroam piek.

Francisturbines kènne óntwórpe waere veur ein breit bereik aan opveurheuëgdes en debiete. Óm dees raeje en vanwaege hun hoag efficiëntie is de Francisturbine de meis gebruukde turbine in de waereld.

Francisturbines zint ouch dèks toegepas in watermeules. Nog drèjvaerdige watermeules in Nederlands Limburg mèt ’n Francisturbine zint:

Zuug ouch

Externe links

((en))Inleiding tot de turbinetheorie
((en))Turbineproducent Alstom
((en))Turbineproducent General Electric
((de))((en))Turbineproducent Voith Siemens