कापलान टर्बाइन क्या हैं?

एक कापलान टरबाइन एक प्रवाह टरबाइन है जिसमें एक समायोज्य ब्लेड अक्षीय होता है। कापलान टर्बाइन अक्षीय प्रवाह प्रतिक्रिया के सिद्धांत पर केंद्रित है। इसके अनुसार द्रव रनर के माध्यम से घूर्णन अक्ष के समांतर दिशा में प्रवाहित होता है। टरबाइन के इनलेट के अंदर के पानी में दबाव और गतिज ऊर्जा दोनों होती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ब्लेड का प्रभावी घुमाव होता है। ऑस्ट्रियाई प्रोफेसर विक्टर कापलान ने 1913 में इस टर्बाइन का निर्माण किया था। इस टर्बाइन को प्रवाह या जल स्तर की एक विस्तृत श्रृंखला पर दक्षता प्राप्त करने के लिए स्वचालित रूप से समायोजित प्रोपेलर ब्लेड और विकेट गेट्स के संयोजन से बनाया गया था। यह फुल रिएक्शन टर्बाइन अपने एयरो फाइल फॉर्म के कारण इम्पेलर ब्लेड्स पर लिफ्ट उत्पन्न करता है। इस टरबाइन को औद्योगिक या बिजली उद्योग में एक प्रमुख उत्पाद के रूप में जाना जाता है। स्रोत: Pinterest इस तरह के टर्बाइन में, शाफ्ट का निचला सिरा मोटा होता है और इसलिए एक हब या बॉस बनाता है। पनबिजली संयंत्रों के लिए टर्बाइन का उपयोग किया जाता है, और जो इन ब्लेडों को खास बनाता है, वह जल प्रवाह दर की परवाह किए बिना अधिकतम दक्षता बनाए रखने की उनकी क्षमता है।

कापलान टर्बाइन: पार्ट्स

शैली="फ़ॉन्ट-वेट: 400;">कैपलान टर्बाइन यह सुनिश्चित करने के बाद बनाया गया है कि इन टर्बाइनों के माध्यम से क्षति की संभावना के बिना बड़ी मात्रा में पानी बह सकता है। इसलिए, इन टर्बाइनों का निर्माण अन्य टर्बाइनों की तुलना में थोड़ा अलग तरीके से किया जाता है। सबसे पहले, कापलान टर्बाइन अन्य की तुलना में बहुत छोटा है। एक रेडियल दिशा में, पानी को प्रवाह ट्यूब के माध्यम से इंजेक्ट किया जाता है। दूसरी ओर, कार्यात्मक गाइड वेन्स और स्थायी ब्लेड इस पानी को एक अक्षीय अभिविन्यास के साथ टरबाइन में निर्देशित करते हैं। यहाँ टरबाइन के कुछ भाग हैं जो इस कार्य को कुशलता से करते हैं: स्रोत: पिंटेरेस टी

1. स्क्रॉल आवरण

स्क्रॉल केसिंग एक घटते क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र के साथ एक सर्पिल-आकार के आवरण को संदर्भित करता है। कापलान टर्बाइन में सर्पिल आवरण और गाइड वेन्स फ्रांसिस टर्बाइन के समान हैं। प्रारंभ में, पेनस्टॉक्स में पानी को स्क्रॉल केसिंग में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जो बाद में गाइड वेन्स की ओर जाता है। इसके बाद पानी को 90 डिग्री पर घुमाया जाता है और रनर के माध्यम से कुशलतापूर्वक प्रवाहित किया जाता है। यह रनर और रनर ब्लेड और गाइड वेन्स के संपर्क में आने से बचाता है कोई बाहरी क्षति। इस आवरण का प्राथमिक लक्ष्य यह बनाए रखना है कि प्रवेश के प्रत्येक बिंदु पर निरंतर जल वेग बनाए रखा जाए।

2. गाइड फलक तंत्र

गाइड वेन मैकेनिज्म टर्बाइन का एकमात्र नियंत्रित हिस्सा है और बिजली की मांग के आधार पर खोलने और बंद करने के लिए जिम्मेदार है। यह अधिक बिजली उत्पादन आवश्यकताओं के मामले में मोटर के ब्लेड को हिट करने के लिए अधिक पानी में जाने के लिए व्यापक रूप से खुलता है। इसी तरह, यह कम बिजली उत्पादन की आवश्यकता होने पर पानी के प्रवाह को रोकने के लिए खुद को बंद कर लेता है। गाइड वेन तंत्र की उपस्थिति के साथ, टर्बाइन अपनी गति को कम करते हुए कुशलता से आगे बढ़ सकता है।

3. ड्राफ्ट ट्यूब

वह क्षेत्र जो ट्यूब या पाइप से बाहर फैला हुआ है उसे ड्राफ्ट ट्यूब कहा जाता है। ड्राफ्ट ट्यूब का एक सिरा रनर आउटलेट से जुड़ा होता है जबकि दूसरा सिरा पानी के नीचे डूबा होता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ड्राफ्ट ट्यूब केवल प्रतिक्रिया टर्बाइन में मौजूद है। आमतौर पर वायुमंडलीय दबाव से कम दबाव के कारण प्रतिक्रिया टरबाइन धावकों के आउटलेट से पानी को बाहर निकलने से रोकने के लिए ड्राफ्ट ट्यूब बनाई जाती है। इसलिए पानी को बाहर निकलने के लिए एक व्यापक क्षेत्र की आवश्यकता होती है।

4. रनर ब्लेड

कापलान टरबाइन घटकों के दिल के रूप में संदर्भित, रनर ब्लेड मशीन के घूमने वाले हिस्से हैं जो बिजली पैदा करने में मदद करते हैं। इस ब्लेड का शाफ्ट जुड़ा हुआ है जनरेटर का शाफ्ट। अधिकतम बिजली उत्पादन सुनिश्चित करने के लिए इस घटक के ब्लेड हमले के इष्टतम कोण के लिए समायोज्य हैं। गवर्नर सर्वो मैकेनिज्म का अनुसरण करते हुए वे स्वचालित रूप से पिवोट्स के चारों ओर घूमते हैं।

कापलान टरबाइन कैसे काम करता है?

टरबाइन का काम पेनस्टॉक में पानी से शुरू होता है। यह तब स्क्रॉल केसिंग में प्रवेश करता है, जो एक ऐसे माध्यम के आकार का होता है जो प्रवाह के दबाव को भी समान बनाता है। इसके बाद, पानी को गाइड वेन्स द्वारा रनर ब्लेड्स की ओर निर्देशित किया जाता है। ये वैन समायोज्य हैं और दबाव और प्रवाह दर आवश्यकताओं के आधार पर स्वचालित रूप से समायोजित हो सकते हैं। इसके बाद, पानी को 90 डिग्री का मोड़ लेने के लिए बनाया जाता है, इसे अक्षीय रूप से रनर ब्लेड की दिशा में मोड़ दिया जाता है। पानी के हिट होते ही रनर ब्लेड घूमने लगते हैं, पानी की प्रतिक्रिया शक्ति के कारण। इन ब्लेडों की लंबाई के साथ-साथ एक मोड़ भी होता है, जो हमले के इष्टतम कोण को सुनिश्चित करने के लिए बनाया गया है। यह ब्लेड के सभी क्रॉस-सेक्शन पर अधिक दक्षता सुनिश्चित करता है। इसके बाद पानी ड्राफ्ट ट्यूब में प्रवेश करता है। यहीं पर पानी की दबाव ऊर्जा गतिज ऊर्जा के साथ घट जाती है। बिजली पैदा करने के लिए जनरेटर के शाफ्ट को टर्बाइन के रोटेशन की मदद से घुमाया जाता है। यह सुनिश्चित करने के लिए है कि कापलान टर्बाइन के माध्यम से प्रवाहित पानी अन्य की तुलना में थोड़ा अलग रहे टर्बाइन। स्रोत: Pinterest

कापलान टर्बाइन: इसके फायदे और नुकसान क्या हैं?

लाभ

• कापलान टर्बाइन अन्य टर्बाइनों की तुलना में कम पानी के सिर और उच्च प्रवाह दर के साथ अधिक कुशलता से काम करता है।
• जब बिजली उत्पादन का सवाल आता है तो यह दुनिया भर में अधिक पसंद किया जाता है।
• कापलान टर्बाइन अन्य टर्बाइनों की तुलना में आकार में छोटे होते हैं और निर्माण में भी बहुत आसान होते हैं।
• विभिन्न अन्य हाइड्रोलिक टर्बाइनों की तुलना में, कापलान टरबाइन की दक्षता बहुत अधिक रहती है।
• व्यक्तिगत बिजली उत्पादन के लिए, दुनिया भर में केवल दो फीट सिर के साथ किफायती माइक्रोटर्बाइन का निर्माण किया जा सकता है।
• ये टर्बाइन हो सकते हैं आमतौर पर 90% से ऊपर उच्चतम संभावित दक्षता के साथ संचालित करने के लिए किसी भी साइट के लिए व्यक्तिगत रूप से डिज़ाइन किया गया।
• ये टर्बाइन कम रखरखाव के साथ दशकों तक चलते हैं।

नुकसान

• टर्बाइन के अंदर शाफ्ट को केवल लंबवत रखा जा सकता है।
• इस तरह की टर्बाइन को एक बड़ी प्रवाह दर के लिए डिज़ाइन किया गया है और यह कम प्रवाह दर के साथ काम नहीं कर सकती है।
• इस तरह के टर्बाइन से उत्पन्न सबसे महत्वपूर्ण नुकसान में से एक गुहिकायन है। पोकेशन को रोकने के लिए, ड्राफ्ट ट्यूब और स्टेनलेस स्टील का उपयोग प्रभावी हो सकता है। हालाँकि, यह केवल गुहिकायन प्रक्रिया को धीमा कर देगा।

कापलान टर्बाइन: प्रयुक्त ड्राफ्ट ट्यूब के प्रकार

कापलान टर्बाइन से जुड़े चार प्रकार के ड्राफ्ट ट्यूब हैं, अर्थात्:

• शंक्वाकार मसौदा ट्यूब

शंक्वाकार ड्राफ्ट ट्यूब रूप में, प्रवाह की दिशा सीधी और भिन्न होती है। इस प्रकार की नलियों का निर्माण स्टील प्लेटों से किया जाता है। इन ट्यूबों का आकार पतला होता है, और आउटलेट का व्यास व्यास से बड़ा रहता है ड्राफ्ट ट्यूब के इनलेट का व्यास।

• सरल कोहनी मसौदा ट्यूब

इस ड्राफ्ट ट्यूब का आकार कोहनी की तरह होता है और इसमें पाठ्यचर्या प्रवेश और निकास होते हैं। इस ड्राफ्ट ट्यूब को माउंट किया जाना है और टेल रेस के बगल में रखा गया है और इसका उपयोग लो-हेड पोजीशन पर किया जाता है। इस ड्राफ्ट ट्यूब का लाभ यह है कि यह ड्रिलिंग की लागत को कम करता है। रनर आउटलेट पर मौजूद गतिज ऊर्जा को पुनर्प्राप्त करने के लिए निकास व्यास को चौड़ा रखा जाना चाहिए। साधारण एल्बो ड्राफ्ट ट्यूब की मध्यम दक्षता लगभग 60% है।

• मूडी ड्राफ्ट ट्यूब

मूडी ड्राफ्ट ट्यूब में आउटलेट को दो खंडों में विभाजित किया गया है। इस तरह की ड्राफ्ट ट्यूब शंक्वाकार ड्राफ्ट ट्यूब के समान होती है। इसमें एक केंद्रीय कोर घटक होता है जो आउटलेट को दो भागों में विभाजित करने के लिए जिम्मेदार होता है। मूडी ड्राफ्ट ट्यूबों में, मशीन में पानी की घुमावदार गति को कम करने के उद्देश्य से दो निकास और एक इनलेट होते हैं। मूडी ड्राफ्ट ट्यूबों की दक्षता लगभग 88% तक होती है।

• अलग-अलग क्रॉस-सेक्शन के साथ एल्बो ड्राफ्ट ट्यूब

अलग-अलग क्रॉस-सेक्शन वाली एल्बो ड्राफ्ट ट्यूब एक साधारण एल्बो ड्राफ्ट ट्यूब का सुधार है। इस ड्राफ्ट ट्यूब का आउटलेट आयताकार है, जबकि इस ड्राफ्ट ट्यूब का इनलेट गोलाकार है। क्षैतिज खंड इस ड्राफ्ट ट्यूब को समर्पित हवा को निकास क्षेत्र में आने से रोकने के लिए ऊपर की ओर झुका हुआ है। जबकि इस तरह की ड्राफ्ट ट्यूब में आउटलेट टेल रेस के नीचे रहता है, और कापलान टर्बाइन के साथ उपयोग किए जाने पर प्रदर्शन दक्षता लगभग 70% होती है। यह भी देखें: निर्माण सामग्री के प्रकार

पूछे जाने वाले प्रश्न

कापलान टर्बाइन का निर्माण किसने किया?

कपलान टर्बाइन का निर्माण वर्ष 1913 में विक्टर कपलान द्वारा किया गया था।

कैपलन टर्बाइन के निर्माण के लिए कितने प्रकार के ड्राफ्ट ट्यूब का उपयोग किया जा सकता है?

कापलान टर्बाइन के निर्माण में चार प्रकार की ड्राफ्ट ट्यूब का उपयोग किया जा सकता है: एक शंक्वाकार ड्राफ्ट ट्यूब, एक साधारण एल्बो ड्राफ्ट ट्यूब, एक मूडी स्प्रेडिंग ड्राफ्ट ट्यूब, और एक अलग क्रॉस-सेक्शन वाली एल्बो ड्राफ्ट ट्यूब।

कापलान टर्बाइन का उपयोग कहाँ किया जाता है?

कापलान टरबाइन का उपयोग अक्सर औद्योगिक और बिजली क्षेत्र में किया जाता है।