水轮机的作用和水轮机效率在水力发电系统

涡轮机和效率

涡轮

涡轮机是水力发电系统的核心，在那里水力被转换成转动的力量来驱动发电机。它可以说是该系统中最重要的组件，因为它的效率决定了发电量的多少。有许多不同类型的涡轮机，正确的选择需要相当多的专业知识。例如，佩尔顿设计最适合高头部。横流设计在低水头高流量的情况下工作得更好。同样，其他类型的涡轮机，如弗朗西斯，Turgo和卡普兰，每一个都有最佳的应用。

涡轮机分为两种主要类型:反应式涡轮机完全浸在水中运行，通常用于高流量的低水头(压力)系统。例如弗朗西斯、螺旋桨和卡普兰。脉冲涡轮在空气中工作，由一个或多个高速水流驱动。脉冲涡轮通常与高水头系统和使用喷嘴生产高速射流。例子包括Pelton和Turgo，一个特殊的情况是横流涡轮。尽管技术上

分类为一个冲动涡轮机，因为它不是完全沉浸在水中，它被用于低水头，高流量系统。带外壳盖的pelton式冲动式涡轮机拆除。水通过一个大的，矩形的开口来驱动涡轮叶片，与之形成对比的是小型，高压的喷流使用的Pelton和Turgo涡轮机。

涡轮效率

不管涡轮的类型是什么，效率都在细节中。每一种涡轮类型的设计可以满足很大不同的要求，规格的微小差异会对功率传递效率产生很大的影响。水轮机系统是围绕净水头和设计流量进行设计的。净水头是水轮机在水流时可用的压力(后面会详细介绍)，设计流量是水电系统设计时能够容纳的最大流量。这些标准不仅影响使用何种类型的涡轮，而且对整个涡轮系统的设计至关重要。规格上的微小差异可以显著影响功率传输效率。转轮的直径(旋转部分)、转轮轮斗或叶片的前后曲率、铸造材料、喷嘴(如使用)、涡轮壳体、部件质量等都对效率和可靠性有重要影响。

当涡轮机的转速快到足以消耗掉所有的水能量时，它的效率最高。反过来，水必须以特定的速度(通常以英尺或米每秒测量)进入涡轮机，以最大限度地提高效率。这个速度决定了发电机，在那里一个督导员被转移到涡轮机。正确的孔板确保系统在其最有效的水平上运行。脉冲涡轮(如Pelton)经常装备固定喷嘴的缺点是，涡轮机必须关闭这一针喷嘴提供无限可变的调整，以作出改变。一个流行的选择是适应流中的变化。可调针喷嘴，这允许在飞行变化与无限数量的设置。如果你知道你的头和流量，你的涡轮供应商应该能够作出具体的，建议的涡轮系统，并提供一个接近的估计效率。