Francis-turbine: Forskelle mellem versioner

20 bytes fjernet ,  for 8 år siden
m
bot: Fjern unicode-kontrollerede tegn - WPCW fejl 16; kosmetiske ændringer
m (Bot: Migrerer 26 interwikilinks, som nu leveres af Wikidatad:q217817)
m (bot: Fjern unicode-kontrollerede tegn - WPCW fejl 16; kosmetiske ændringer)
[[BilledeFil:M vs francis schnitt 1 zoom.jpg|thumb|right|240px|Francis turbine (venligst udlånt af Voith-Siemens)]]
 
En '''Francis turbine''' er en [[vandturbine]]-type, som blev udviklet af [[James B. Francis]]. Det er en indvendig-flow [[reaktionsturbine]], som kombinerer radiale og axiale flow koncepter.
 
Francis turbiner er de mest almindelige vandturbiner, som bruges i dag. De opererer under et hydraulisk tryk fra 10 til flere hundrede meter, og bruges hovedsagelig til elektrisk kraftproduktion.
 
== Udvikling ==
[[BilledeFil:Francis turbine parts.png|thumb|left|Dele af en Francis turbine]]
[[BilledeFil:Francis Runner grandcoulee.jpg|thumb|right| Francis Skovl, [[Grand Coulee Dam]]]]
[[Vandhjul]] er historisk blevet brugt til at trække alle typer af møller, men de er ineffektive. De forbedringer af effektiviteten som fandt sted i 1800-tallet tillod dem at konkurrere med [[dampmaskine]]r (hvor der var vand til rådighed).
 
I [[1826]] udviklede [[Benoit Fourneyron]] en høj-effektiv (80%) udvendig-flow vandturbine. Vandet blev ledet tangentielt gennem turbinens skovle, hvilket fik den til at dreje rundt. [[Jean-Victor Poncelet]] designede en indvendig-flow turbine omkring [[1820]] som brugte de samme principper.. S. B. Howd fik et U.S. patent i [[1838]] for et tilsvarende design.
 
I [[1848]] forbedrede [[James B. Francis]] disse designs og skabte en turbine med 90% effektivitet. Han brugte videnskabelige principper og testmetoder til at producere det mest effektive turbine design nogensinde. Mere vigtigt,- hans matematiske og grafiske måde at kalkulere på, forbedrede selve den måde turbine design og udvikling foregik på. Hans analytiske metoder tillod sikre designs af højeffektivitets-turbiner, som fuldstændig matchede et givet steds flow-forhold.
 
== Teoretisk virkemåde ==
[[BilledeFil:Sanxia Runner04 300.jpg|thumb|250px|Francis Turbine, [[De Tre Slugters Dæmning‎Dæmning]]]]
En '''Francis turbine''' er en [[reaktion]]s turbine, hvilket betyder, at den arbejdende væske skifter tryk, efterhånden som den bevæger sig gennem turbinen, tabende sin energi. En indkapsling er nødvendig for at holde på vandstrømmen. Turbinen er placeret mellem vandkilden under højt tryk og udledningen under lavt tryk,- som regel i bunden af en dæmning.
 
Indtaget er spiralformet. Lede-kanaler dirigerer vandet tangentielt ind mod skovlene. Denne radiale strøm virker mod skovlene, hvilket får den til at dreje rundt. Lede-kanalerne kan være indstillelige, for at muliggøre effektiv turbine-operation under en lang række forskellige strømnings-forhold.
 
Efterhånden som vandet bevæger sig gennem skovl-akslen, formindskes dens spinne-radius, hvilket yderligere virker på akslen. Man kan forestille sig en bold på en snor, som svinges rundt i en cirkel. Hvis snoren trækkes ind, drejer bolden hurtigere. Denne egenskab, sammen med vandets tryk, hjælper indvendig-flow turbiner til at udnytte vandets energi.
</gallery>
 
Ved udledningen, virker vandet på kop-formede anordninger på skovl-akslen, således at der ikke opstår nogen strømhvirvler, og meget lidt [[kinetisk energi]] eller [[potentiel energi]] går på den måde tabt Turbinens exit-rør er formet på en sådan måde, at vandets flow [[decelleration|decellereres]] og trykket bevares.
 
== Anvendelse ==
[[BilledeFil:Francis Turbine inlet scroll Grand Coulee Dam.jpg|thumb|right|Francis Indtags-tragt, [[Grand Coulee Dæmningen]]]]
[[BilledeFil:WaterTurbineExt.jpg|thumb|Lille schweizisk fremstillet Francis turbine]]
Store Francis turbiner bliver individuelt designet for hvert enkelt sted, for at muliggøre størst mulig effektivitet, typisk mere end 90%.
 
Francis type-enheder dækker et stort hydraulisk tryk-område, fra 20 meter til 700 meter og deres effekt varrierer fra nogle få [[Watt|kilowatt]] til 1000 MW. Deres størrelse varrierer fra nogle få hundrede millimeter til omkring 10 meter.
Francis turbiner kan designes til en lang række forskellige hydrauliske trykforhold. Dette, sammen med deres høje effektivitet, har gjort dem til de mest brugte turbiner i verden.
 
== Se også ==
 
* [[Hydroelektricitet]]
* [[Vandkraft]]
* [[Turbine]]
* [[Vandturbine]]
* [[Kaplan Turbine]]
* [[Pelton hjul|Pelton Turbine]]
 
== Ekterne links ==
{{commons|Francis-Turbine|Francis turbine}}
* [http://www.du.edu/~jcalvert/tech/fluids/turbine.htm Turbine Introduction]