Turbin Kaplan: Fitur Utama, Aplikasi, dan Cara Kerja

Dengan mayoritas turbin yang ada, Kaplan termasuk salah satunya. Ini bekerja berdasarkan prinsip reaksi aliran aksial, meskipun beberapa jenis lain juga bekerja berdasarkan prinsip ini. Dalam turbin aliran aksial, air mengalir melalui roda pelintir sepanjang arah paralel dengan sumbu rotasi roda pelintir. Ikuti saya, ini akan dijelaskan lebih lanjut!

Hari ini Anda akan mengetahui definisi, aplikasi, fungsi, komponen, diagram, dan prinsip kerja turbin Kaplan. Anda juga akan mengetahui keuntungan dan kerugian turbin Kaplan ini.

Apa itu turbin Kaplan?

Turbin Kaplan adalah turbin air tipe propeller yang bekerja berdasarkan prinsip reaksi aliran aksial. Tidak seperti yang lain, turbin Kaplan memiliki daun yang dapat disesuaikan. Penemuannya memungkinkan produksi daya yang efisien dalam aplikasi tekanan rendah. Tekanannya berkisar dari 10 hingga 70 meter (33 hingga 230 kaki) dan outputnya berkisar dari 5 hingga 200 MW. Penggunaan turbin Kaplan adalah dalam produksi daya aliran tinggi, tekanan rendah.

Turbin Kaplan adalah evolusi dari turbin Francis, yang memungkinkan produksi daya yang efisien dalam aplikasi tekanan rendah. Ini tidak mungkin dengan turbin Francis, dan itulah dimulainya modifikasi.

Seorang profesor Austria Viktor Kaplan mengembangkan turbin ini pada 1913. Ia menggabungkan daun propeller yang disesuaikan otomatis dengan gerbang wicket yang disesuaikan otomatis sehingga efisiensi dapat dicapai dalam rentang aliran dan ketinggian air yang luas.

Aplikasi turbin Kaplan

Berikut adalah aplikasi turbin Kaplan:

• Turbin Kaplan banyak digunakan untuk produksi daya listrik.
• Versi kecil atau modelnya diproduksi untuk produksi daya individu.
• Turbin Kaplan besar dirancang untuk situs untuk beroperasi pada efisiensi tertinggi yang mungkin.
• Baru-baru ini, turbin Kaplan digunakan offshore untuk generasi energi gelombang.

Catatan: sama seperti turbin lain, fungsi utama turbin Kaplan adalah untuk generasi daya listrik.

Komponen turbin Kaplan

Berikut adalah komponen turbin Kaplan dan fungsi mereka.

Kotak gulungan:

Ini adalah kotak jenis spiral, yang memiliki luas penampang yang menurun. Air dari pipa masuk ke komponen ini lalu bergerak ke vana panduan di mana berbelok 90⁰. Ini juga mengalir aksial melalui roda pelintir. Roda pelintir, daun roda pelintir, vana panduan, dan bagian internal lainnya dari turbin dilindungi dari kerusakan eksternal.

Mekanisme vana panduan:

Turbin Kaplan menggunakan mekanisme vana panduan untuk mengontrol seluruh turbin. Ini membuka dan menutup tergantung pada kebutuhan daya. Dalam kasus di mana diperlukan output daya lebih banyak, itu membuka lebih lebar untuk memungkinkan lebih banyak air mengenai daun rotor. Pada output daya rendah, itu menutup untuk menghentikan aliran air. Ketika komponen ini tidak ada dalam turbin Kaplan, efisiensi sangat menurun.

Tabung uap:

Fungsi tabung uap adalah untuk mengeluarkan air dari keluar turbin ke tailrace. Ini karena tekanan di keluar roda pelintir turbin reaksi umumnya lebih rendah dari tekanan atmosfer. Air di keluar tidak dapat langsung dikeluarkan ke tailrace. Oleh karena itu, tabung atau pipa dengan luas yang bertambah digunakan untuk pengeluaran air.

Daun roda pelintir:

Dalam turbin Kaplan, daun roda pelintir adalah salah satu komponen penting. Faktanya, dianggap sebagai jantung turbin Kaplan karena membantu dengan generasi daya listrik. Daun dirancang dengan sumbu yang terhubung ke sumbu generator. Ada boss besar yang dipasang pada roda pelintir yang memungkinkan daun untuk duduk erat. Daun ini dapat disesuaikan ke sudut serang optimal untuk output daya maksimum. Turbin Kaplan memiliki twist sepanjang panjangnya.

Diagram turbin Kaplan:

Prinsip kerja turbin Kaplan

Kerja turbin Kaplan kurang kompleks dan dapat dengan mudah dipahami. Dalam kerjanya, air yang datang dari pipa masuk ke kotak gulungan. Kotak gulungan ini dirancang dalam bentuk yang tekanan aliran tidak hilang. Vana panduan yang dapat disesuaikan mengarahkan air ke daun roda pelintir. Vana ini dapat menyesuaikan diri sendiri tergantung pada kebutuhan laju aliran. Air mengambil belokan 90 derajat sehingga arah air adalah aksial terhadap daun roda pelintir.

Air mengenai karena reaksi gaya air, saat daun roda pelintir mulai berputar. Untuk efisiensi yang lebih besar dari turbin, daun roda pelintir memiliki twist sepanjang panjangnya. Oleh karena itu, sudut serang optimal untuk semua penampang daun diperoleh.

Air masuk ke tabung uap dari daun roda pelintir, di mana energi tekanan dan energi kinetiknya menurun. Tekanan yang lebih tinggi dari air dirasakan ketika energi kinetik diubah menjadi energi tekanan.

Rotasi turbin ini apa yang memutar sumbu generator untuk produksi daya listrik.

tonton video di bawah untuk mempelajari lebih lanjut tentang turbin Kaplan:

Kelebihan dan kekurangan turbin Kaplan

Kelebihan:

Berikut adalah manfaat turbin Kaplan dalam berbagai aplikasinya:

• Desain kurang kompleks dan dapat dengan mudah dibangun.
• Ruang yang lebih sedikit diperlukan untuk pemasangan.
• Memiliki efisiensi yang sangat tinggi dibandingkan yang lain
• Lebih efisien pada tekanan rendah
• Jumlah daun lebih sedikit
• Baja tahan karat adalah bahan daun yang dapat mengurangi kavitasi.

Kekurangan:

Meskipun keuntungan yang baik dari turbin Kaplan, beberapa keterbatasan masih terjadi. Berikut adalah kekurangan turbin Kaplan dalam berbagai aplikasinya.

• Kavitasi adalah kekurangan utama dari turbin Kaplan. Ini terjadi karena penurunan tekanan di tabung uap.
• Sumbu hanya dapat diposisikan dalam arah vertikal.
• Operasinya memerlukan laju aliran yang besar.

Kesimpulan

Turbin Kaplan dijelaskan sebagai turbin air tipe propeller yang bekerja berdasarkan prinsip reaksi aliran aksial. Fungsi utamanya adalah untuk generasi daya listrik. Itu saja untuk posting ini, di mana kami memberikan definisi, aplikasi, kerja, komponen, dan diagram turbin Kaplan. Kami juga memberikan kelebihan dan kekurangannya.

Saya harap Anda mendapat banyak dari posting ini, jika demikian, mohon bagikan dengan siswa lainnya. Terima kasih telah membaca, sampai jumpa lain waktu!