وتستخدم فرانسيس توربينات على نطاق واسع في محطات توليد الطاقة الكهرمائية لتحويل الطاقة المائية إلى طاقة كهربائية، ويشمل حساب الطاقة التي تستخرجها هذه التوربينات فهم عدة بارامترات رئيسية وتطبيق صيغ محددة، وتوفر هذه المادة دليلاً تدريجياً لأداء هذه الحسابات بدقة.

فهم البارامترات الأساسية

قبل بدء الحساب، تحديد المعايير الأساسية:

  • Flow rate (Q): ] The volume of water passing through the turbine per second, measured in cubic meters per second (m3/s).
  • Net head (H): ] The effective altitude difference the water falls, measured in meters (m).
  • Gravity (g):] Standard acceleration due to gravity, approximately 9.81 m/s2.

حساب السلطة

يمكن حساب الطاقة التي استخرجها توربين فرانسيس باستخدام الصيغة التالية:

P = × g × × × × × × × × × ]]

أين:

  • P:] Power output in wats (W).
  • : ] Density of water, approximately 1000 kg/m3.
  • g:] Acceleration due to gravity (9.81 m/s2).
  • H: ] Net head in meters.
  • Q:] Flow rate in m3/s.
  • تشمل: ] الكفاءة العامة للتربين (الشكل العشري، مثلاً 0.9).

المسابقة

يفترض أن يكون للتوربين معدل تدفق قدره 10 م3 م3، ورأس صافيه 50 مترا، وكفاءته بنسبة 90 في المائة (0.9).

أولا، يستعاض عن القيم المعروفة في الصيغة التالية:

P = 1000 x 9.81 × 10 × 0.9

حساب الخطوة خطوة:

P = 1000 x 9.81 × 50 × 10 × 0.9 = 405 4 × 500 W

وتنتج هذه الاضطرابات نحو 4.41 ميغاواط من الطاقة في ظل هذه الظروف.