Différence entre Kaplan et Francis Turbine

Kaplan vs Francis Turbine
 

L'eau, toujours en mouvement, transporte de l'énergie. Les humains se sont toujours interrogés sur son énorme pouvoir et l'ont souvent utilisé. Mais ce n’est qu’après le XIXe siècle que les ingénieurs ont mis au point des machines pour exploiter cette énergie avec efficacité. Les turbines sont des machines conçues pour capter l’énergie du flux de fluide et la transformer en énergie mécanique..

La turbine Francis et la turbine Kaplan sont deux types de turbines à réaction utilisées dans les centrales hydroélectriques pour entraîner le générateur. Ce sont les types les plus courants de turbines utilisées dans les centrales modernes.

Francis Turbine

La turbine Francis a été mise au point par l'anglais James B. Francis en 1849 alors qu'elle était ingénieur en chef de la société Locks and Canals. La turbine a été conçue pour alimenter les machines de l’usine textile en utilisant la rivière voisine. En utilisant des méthodes scientifiques et des expériences, il a été capable de développer la conception pour atteindre une efficacité allant jusqu'à 90%. Les turbines Francis sont aujourd'hui les turbines les plus utilisées au monde.

La turbine Francis est enfermée dans un carter et les pales ont des caractéristiques courbes spéciales conçues pour obtenir des performances optimales de la turbine. Les turbines Francis fonctionnent sous une hauteur d’eau de 10 à 650 mètres et le générateur entraîné par la turbine peut fournir une puissance de 750 MW. Les turbines ont une plage de vitesse allant de 80 à 100 tours par minute.

La turbine Francis possède un ensemble arbre vertical et un ensemble rotor orienté horizontalement, appelé «coureur», qui fonctionne sous l’eau. L'arrivée d'eau est également verticale et est dirigée vers le canal par des aubes directrices contrôlables. Le coureur tourne principalement en raison du poids / de la pression de l'eau.

Kaplan Turbine

La turbine Kaplan a été développée en 1913 par le professeur autrichien Viktor Kaplan. Il est également connu comme le turbine à hélice parce que son coureur ressemble à l'hélice d'un navire. Il est doté de lames réglables et de portillons pour obtenir l'efficacité optimale dans différentes conditions de pression / pression. Par conséquent, la turbine Kaplan peut gagner en efficacité jusqu’à 95% et fonctionner dans des conditions de charge basse, ce qui n’est pas possible dans les turbines Francis..

Dans la turbine Kaplan, le canal est également entraîné par la pression et le niveau d’entrée d’eau est contrôlé par les aubes directrices. La hauteur d'eau de la turbine Kaplan est comprise entre 10 et 70 mètres et la puissance du générateur peut être comprise entre 5 et 120 MW. Le diamètre du canal est d'environ 2 à 8 mètres et permet d'atteindre 80 à 430 tours par minute. Étant donné que les turbines Kaplan peuvent fonctionner dans des conditions de basse pression, elles sont utilisées dans la production d'énergie à haut débit et à basse pression dans le monde entier.. 

Quelle est la différence entre les turbines Kaplan et Francis??

• Dans l’eau de turbine de Kaplan, l’eau pénètre axialement et sort de l’axe, tandis que l’eau de turbine de Francis pénètre dans le canal de manière radiale et sort de manière axiale..

• Le patin de turbine Kaplan a 3 à 8 pales tandis que le patin de turbine Francis a 15-25 pales en général.

• La turbine Kaplan a un rendement plus élevé que la turbine Francis.

• La turbine Kaplan est plus petite et compacte que la turbine Francis.

• La vitesse de rotation (RPM) est supérieure à celle de la turbine Francis.

• La turbine Kaplan a une perte de frottement moindre et une efficacité supérieure.

• Les turbines Kaplan peuvent fonctionner dans une large gamme de conditions de charge, mais les turbines Francis nécessitent des conditions de charge relativement plus élevées..

• Les turbines Kaplan sont utilisées dans les petites centrales hydroélectriques.