Введение

Конструкция импульсной водяной турбины

Турбина Турго – это импульсная водяная турбина, предназначенная для применения при среднем напоре. Рабочие турбины Турго достигают эффективности около 87%. В заводских и лабораторных испытаниях турбины Турго демонстрируют эффективность до 90%. Они работают при чистом напоре от 15 до 300 м.

Разработанная в 1919 году компанией Gilkes как модификация колеса Пелтона, турбина Турго обладает некоторыми преимуществами перед конструкциями Фрэнсиса и Пелтона для определенных применений. Во-первых, рабочее колесо дешевле в изготовлении, чем колесо Пелтона. Во-вторых, ей не требуется герметичный корпус, как у турбины Фрэнсиса. В-третьих, она имеет более высокую удельную скорость и может обрабатывать больший расход, чем колесо Пелтона того же диаметра, что приводит к снижению стоимости генератора и монтажа. Турбины Турго работают в диапазоне напоров, где перекрываются области применения турбин Фрэнсиса и Пелтона. Хотя существует множество крупных установок Турго, они также популярны для малых гидроэлектростанций, где важна низкая стоимость. Как и все турбины с соплами, для эффективной работы необходимо предотвращать засорение мусором.

Теория действия

Турбина Turgo – это турбина импульсного типа; вода не испытывает изменения давления при движении через лопасти турбины. Потенциальная энергия воды преобразуется в кинетическую энергию с помощью сопла. Затем высокоскоростная струя воды направляется на лопасти турбины, которые отклоняют и изменяют направление потока. Возникающий импульс вращает рабочее колесо турбины, передавая энергию валу турбины. Вода покидает турбину, сохранив очень мало энергии. Рабочие колеса Turgo отличаются высокой эффективностью.

Рабочее колесо Turgo выглядит как рабочее колесо Pelton, разрезанное пополам. При одинаковой мощности диаметр рабочего колеса Turgo составляет половину диаметра рабочего колеса Pelton, а следовательно, удельная скорость в два раза выше. Турго может обрабатывать больший поток воды, чем Pelton, поскольку вытекающая вода не мешает соседним ковшам. Удельная скорость рабочих колес Turgo находится между значениями для турбин Francis и Pelton. Можно использовать одно или несколько сопел. Увеличение количества струй увеличивает удельную скорость рабочего колеса на квадратный корень из числа струй (четыре струи обеспечивают в два раза большую удельную скорость, чем одна струя на той же турбине).