Активная гидравлическая турбина. Вода под громадным давлением поступает в мундштук 1 — отверстие его регулируется иглой от маховичка 2 — мундштук направляет воду на лопатки рабочего колеса
Гидравлический двигатель — старейший механический двигатель, узнаваемый человечеству. История его развития и возникновения насчитывает более 2 тыс. лет. Водяное колесо было известно еще обитателям древнего Египта, Вавилона, Индии. Уже тогда они пользовались им для орошения полей. Позднее, в XVIII в., водяные колеса приводили в перемещение мельничные жернова, насосы, откачивавшие воду из рудников и шахт, поднимали уголь и руду на поверхность почвы. А в XIX в. водяное колесо послужило базой для более идеальной конструкции — гидравлической турбины.
По принципу действия гидравлические турбины сходны с паровыми; их кроме этого разделяют на активные и реактивные.
В активной турбине энергия воды, зависящая от высоты ее положения либо напора, преобразовывается в скоростную энергию перемещения ее струи. Вода выливается на рабочее колесо 3 через отверстие трубы. Дабы вода не двигалась по всей трубе с громадной скоростью (это стало причиной бы утраты энергии от трения), давление преобразовывается в скорость на маленьком ее участке— на выходе, именуемом насадкой, либо мундштуком 1. Вышедшая из насадки водяная струя подобна струе пара и действует по тому же принципу.
Для поворота струи и безударного входа на 180° ковшу турбины придают форму двух полуокружностей с ножом между ними, на что вода входит с громадной скоростью. В случае, если скорость ковша будет в два раза меньше скорости струи, то вода, обогнув ковш, сойдет с лопатки со скоростью, равной скорости самой лопатки. А так как они движутся в различные стороны, настоящая скорость сходящей струи будет равна нулю. Всю скорость вода передаст ковшу.
Поворотно-гидрогенератор и лопастная турбина.
Так, у активной гидравлической турбины, как и у паровой, все давление преобразовывается в скорость в насадке (на лопатках происходит лишь изменение скорости). А давление перед лопаткой и за ней одно да и то же и равняется атмосферному.
В реактивной гидравлической турбине вода кроме этого подходит по трубе. Суживающийся финиш данной трубы представляет собой направляющий аппарат. В нем лишь часть давления воды преобразовывается в скорость, с которой вода подходит к лопаткам рабочего колеса. Лопатки устроены так, что проход для воды в них сужается.
Так, между лопатками, как и в направляющем аппарате, давление преобразуется в скорость. Исходя из этого перед лопатками рабочего колеса оно больше, чем за ними.
Так как давление на выходе в большинстве случаев ниже атмосферного, то воду возможно удерживать на некоей высоте, в так называемой всасывающей трубе. Это разрешает располагать турбину выше нижнего уровня воды.
Широкое распространение взяли радиально-осевые турбины. В них струя воды направляется сперва к центру (радиальное направление), а после этого на протяжении оси турбины (осевое направление). В горизонтальной реактивной радиально-осевой турбине направляющий аппарат имеет поворачивающиеся лопатки. Вода проходит в каналах между ними и попадает на рабочие лопатки. Поворот лопаток этого направляющего аппарата разрешает увеличивать либо уменьшать проход воды между ними. Это позволяет регулировать мощность турбины. Вода к направляющему аппарату подводится по спиральной камере.
В зависимости от назначения турбины возможно приобретать разное число ее оборотов методом подбора надлежащей формы лопаток.
Радиально-осевые турбины используют на громадных реках с огромным расходом воды и относительно маленьким напором. Такие турбины установлены на Волховской ГЭС и на Днепровской ГЭС им. В. И. Ленина.
Прямоточная гидравлическая турбина укреплена на двух подшипниках, поддерживаемых стойками 1 и 2, расположенными наподобие колесных спиц. Перед турбиной находятся лопатки направляющего аппарата 3,а лопасти рабочего колеса 4 соединены ободом, на котором в виде кольца помещен электрогенератор 5. На мелком рисунке дано неспециализированное размещение таковой прямоточной турбины конкретно в теле плотины
В начале XX в. был создан новый тип реактивной гидравлической турбины — пропеллерная турбина. Предстоящее конструктивное усовершенствование стало причиной тому, что произошло регулировать ее работу методом автоматического поворота лопастей винта — пропеллера. Такие турбины именуют поворотно-лопастными. В вертикальной трубе у них расположен винт с поворачивающимися лопастями. Вода попадает на него через лопатки направляющего аппарата.
Поворотно-лопастные турбины стали главным видом гидравлических двигателей на отечественных гидроэлектростанциях. Самые замечательные в мире гидротурбины для того чтобы типа выстроены отечественными фабриками для Волжской и Сталинградской гидроэлектростанций. Диаметр рабочего колеса таких турбин — 9,3 м, а верхнего кольца — 14 м. Весит турбина 1460 Т.
Увлекательны новые прямоточные турбины, устанавливаемые конкретно в теле плотины. Для этого в ней делается горизонтальный канал круглого сечения, в котором помещается вся турбогенераторная установка. Перед колесом турбины расположены лопатки направляющего аппарата 3. Лопасти 4 рабочего колеса имеют поворачивающийся вместе с ними обод, на котором расположен генератор тока 5.
Гидравлическая турбина — главной двигатель электростанций. Она одинаково удачно используется как на огромных ГЭС Волжского и Ангарского каскадов, так и на маленьких реках, на районных и межколхозных гидроэлектростанциях.