A vízturbina Birinyi Sándor

Története Vízkerekeket több ezer éve használnak ipari energiaforrásként. Legfőbb hátrányuk a méretük, mely korlátozza az átömlő vízmennyiséget és a hasznosítandó esést (vízszint-különbséget). A fejlődés a vízkeréktől a modern turbinákig mintegy száz évig tartott. Az áttörés az ipari forradalom alatt zajlott le azzal, hogy tudományos elveket és módszereket kezdtek használni. Ugyancsak segített az új anyagok és technológiák felhasználása, melyek szintén az ipari forradalom eredményei voltak.

A vízturbinákról általánosan A vízturbina egy forgó erőgép, mely a mozgó víz energiáját mechanikai munkává alakítja. A vízturbinát a XIX. században fejlesztették ki és széles körben használják ipari energiaforrásként, elsősorban elektromos energia fejlesztésére. Előnyük az, hogy tiszta és megújuló energiát használnak fel.

A vízturbinák általános felépítése

A vízturbinák főbb változatai A turbinák járókerekén átáramló folyadék iránya szerint lehetnek: radiális, axiális, félaxiális. Attól függően, hogy a járókeréken való átáramláskor a víz nyomása megváltozik, vagy sem lehet beszélni reakciós ill. akciós turbinákról.

Bánki-turbina (Michell, keresztáramú vagy Ossberger-turbina néven is ismeretes) – vízturbina hasonlít a felülcsapott vízkerékre. Kettős átömlésű, szabadsugár turbina. A vízkerékkel ellentétben azonban fúvókát és lapátokat használ kanalak helyett. A Bánki-turbina járókerekének közepe nyitott és a lapátok ívesek, szemben a vízkerék egyenes lapátaival. Végső soron úgy jellemezhető, hogy nem más, mint egy lyukas vízkerék. 

Bánki-kagyló

Vízturbina teljesítménye A vízturbina teljesítménye az alábbiak szerint számítható ahol: P  a teljesítmény (J/s vagy W) η  a turbina hatásfoka ρ  a víz sűrűsége (kg/m3) g  nehézségi gyorsulás (9,81 m/s2) H -  esés (m). Álló vízre ez a magasságkülönbség a beömlő és kiömlő felületek között. = az áramló mennyiség (m3/s)

A Francis-turbina  A közepes esésű és közepes vízhozamú vízerőművek turbinája. Fordulatszáma 60-450 (1/min) lehet. A turbina járókerekének az alakja függ a fordulatszámától.  Megkülönböztetünk lassú  járású (n = 60-125), normál járású (n = 125-225) és gyors járású (n = 225-450) járókereket.

Általános karbantartás A turbinákat úgy tervezik, hogy több évtizeden keresztül üzemeljenek nagyon kis karbantartási igény mellett. A fődarabokat mindössze néhány évenként kell karbantartani. A forgórész és más víznek kitett alkatrészek karbantartása kiszerelésre, felülvizsgálatra és a megkopott részek javítására terjed ki. A megszokott kopás és elhasználódás a kavitációból eredő erózió, fáradt törés és korrózió. Az acél alkatrészeket hegesztéssel javítják, általában rozsdamentes acéllal. A megsérült területeket kivágják, majd hegesztéssel feltöltik az eredeti vagy egy javított állapotig. A régi turbinákhoz jelentős mennyiségű rozsdamentes acél adható hozzá élettartamuk végéig. Munkaigényes hegesztési folyamatokat használnak a legjobb minőségű javítási eredmény eléréséhez.

A Francis-turbina kereke élete végén

Pozitívumok A vízturbináknak pozitív és negatív környezeti hatásai is vannak. A vízturbina az egyik legtisztább energiaforrást használja, helyettesíti a fosszilis tüzelőanyagok elégetését és elkerüli a nukleáris hulladékot. Megújuló energiaforrást használ és több évtizedre tervezik működését. A világ elektromos energiatermelésében jelentős részt képvisel.

Negatívumok A forgó lapátok vagy a szelepek és tolózárak a vízturbinákban megszakíthatják a folyók természetes ökológiáját, elpusztíthatják a halakat, meggátolhatják a halak vándorlását és megzavarhatják az emberek életkörülményeit. Például amerikai indián törzsek a Csendes-óceán  északnyugati partjainál lazac halászatból éltek, de az agresszív gátépítések lerombolták ezt a tevékenységüket. A 20. század vége óta lehetőség nyílik olyan vízierőművek építésére, melyek távol tartják a halakat és egyéb élőlényeket a turbinák beömlőnyílásaitól jelentős teljesítménycsökkenés nélkül, az ilyen létesítményeket ritkábban kell tisztítani, de lényegesen drágább létesítésük.

Felhasznált irodalom http://energiapedia.hu/vizturbina http://www.energiaporta.hu/index.php?option=com_content&view=article&id=17%3Avizturbinak&catid=5%3Avizenergia&Itemid=68&lang=hu http://www.nyf.hu/others/html/kornyezettud/megujulo/vizenergia/Vizenergia.html http://www.szellemitulajdon.hu/cikkek/a-szellem-birodalma/a-vizi-energia-modern-hasznositasanak-kezdetei/146/a-vizi-energia-modern-hasznositasanak-kezdetei.html Dr.Göőz Lajos és Kovács Tamás –Vízenergia http://hu.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADzturbina