Kaplan vs Francis Turbine
El agua, siempre en movimiento, lleva consigo energía. Los seres humanos siempre se han preguntado por su tremendo poder y, a menudo, lo han utilizado. Pero, solo a raíz del siglo XIX, los ingenieros desarrollaron maquinaria para aprovechar esta energía con eficiencia. Las turbinas son las máquinas diseñadas para capturar la energía del flujo de fluido y convertirla en energía mecánica.
La turbina Francis y la turbina Kaplan son dos tipos de turbinas de reacción que se utilizan en las centrales hidroeléctricas para impulsar el generador. Son los tipos de turbinas más comunes que se utilizan en las centrales eléctricas modernas.
Francis Turbina
La turbina Francis fue desarrollada por el inglés James B. Francis en 1849 mientras trabajaba como ingeniero jefe de Locks and Canals Company. La turbina fue diseñada para alimentar las máquinas de la fábrica textil utilizando el río cercano. Utilizando métodos científicos y experimentación, pudo desarrollar el diseño para lograr hasta un 90% de eficiencia. Hoy en día, las turbinas Francis son las turbinas más utilizadas en el mundo.
La turbina Francis está encerrada en una carcasa y las palas tienen características curvas especiales diseñadas para obtener un rendimiento óptimo de la turbina. Las turbinas Francis operan bajo una altura de agua de 10-650 metros y el generador impulsado por la turbina puede dar una potencia de hasta 750 MW. Las turbinas tienen un rango de velocidad de 80 a 100 revoluciones por minuto.
La turbina Francis tiene un conjunto de eje vertical y un conjunto de rotor orientado horizontalmente, llamado corredor, que funciona bajo el agua. La entrada de agua también es vertical y se dirige hacia el corredor mediante paletas de guía controlables. El corredor gira principalmente debido al peso / presión del agua.
Turbina Kaplan
La turbina Kaplan fue desarrollada en 1913 por el profesor austriaco Viktor Kaplan. También se la conoce como turbina de hélice porque su corredor se asemeja a la hélice de un barco. Dispone de lamas ajustables y puertas peatonales incorporadas para obtener la eficiencia óptima en diferentes condiciones de presión / altura. Por lo tanto, la turbina Kaplan puede ganar eficiencias hasta en un 95% y operar en condiciones de baja altura, lo que no es posible en las turbinas Francis.
En la turbina Kaplan también el rodete es impulsado por la presión y el nivel de entrada de agua es controlado por las paletas de guía. La altura de agua de la turbina Kaplan varía de 10 a 70 metros y la potencia de salida del generador puede ser de 5 a 120 MW. El diámetro del rodete es de aproximadamente 2-8 metros y entrega 80-430 revoluciones por minuto. Dado que las turbinas Kaplan pueden funcionar en condiciones de baja altura, se utilizan en la producción de energía de alto flujo y baja altura en todo el mundo.
¿Cuál es la diferencia entre Kaplan y Francis Turbines?
• En las turbinas Kaplan el agua entra axialmente y sale axialmente, mientras que en las turbinas Francis el agua entra radialmente en el rodete y sale axialmente.
• El rodete de turbina Kaplan tiene 3-8 álabes mientras que el rodete de turbina Francis tiene 15-25 álabes en general.
• La turbina Kaplan tiene una mayor eficiencia que la turbina Francis.
• La turbina Kaplan es más pequeña y compacta en comparación con la turbina Francis.
• La velocidad de rotación (RPM) es mayor que la de la turbina Francis.
• La turbina Kaplan tiene menor pérdida por fricción y mayor eficiencia.
• Las turbinas Kaplan pueden operar en una amplia gama de condiciones de carga, pero la turbina Francis requiere condiciones de carga relativamente más altas.
• Las turbinas Kaplan se utilizan en pequeñas centrales hidroeléctricas.
