Francis turbiinit ovat laajalti käytetään vesivoimalaitoksissa muuntaa vesienergiaa sähköenergiaksi. Laskemalla sähköä turbiinit sisältää ymmärtää useita keskeisiä parametreja ja soveltamalla erityisiä kaavoja. Tämä artikkeli tarjoaa vaihe vaiheelta opas suorittaa nämä laskelmat tarkasti.

Perusparametrien ymmärtäminen

Ennen laskelman aloittamista on yksilöitävä keskeiset parametrit:

  • Hyvin juokseva (Q):[] Turbiinin läpi kulkevan veden tilavuus sekunnissa mitattuna kuutiometreinä sekunnissa (m3/s).
  • Nethead (H):[] Tehollinen korkeusero veden putoamisessa metreinä (m) mitattuna.
  • Gravity (g):[ Painovoimasta johtuva vakiokiihtyvyys, noin 9,81 m/s2.

Tehon laskeminen

Francis-turbiinin tuottama teho voidaan laskea kaavalla:

P = ρ × g × H × Q × η

jossa

  • P:teho watteina (W).
  • ρ: Veden tiheys, noin 1000 kg/m3.
  • g:[] Painovoimasta johtuva kiihtyvyys (9,81 m/s2).
  • [Kohta:]H:[[Kohta:]] Net pää metreinä.
  • Q: Virtausnopeus m3/s.
  • η: Turbiinin kokonaishyötysuhde (desim. 0,9).

Vaiheittainen laskenta Esimerkki

Oletetaan, että turbiinin virtausnopeus on 10 m3/s, nettopää 50 metriä ja hyötysuhde 90% (0,9). Laskelma etenee seuraavasti:

Ensinnäkin, korvata tunnetut arvot kaava:

P = 1000 × 9.81 × 50 × 10 × 0,9

Lasketaan vaihe vaiheelta:

P = 1000 × 9,81 × 50 × 10 × 0,9 = 4 405 500 W

Turbiini tuottaa näissä olosuhteissa noin 4,41 MW tehoa.