Kaplan lwn Francis Turbine
Air, sentiasa bergerak, membawa tenaga bersamanya. Manusia sentiasa tertanya-tanya tentang kuasa yang luar biasa itu dan sering menggunakan kuasa itu. Tetapi, hanya selepas abad ke-19, jurutera membangunkan jentera untuk memanfaatkan tenaga ini dengan cekap. Turbin ialah mesin yang direka untuk menangkap tenaga daripada aliran bendalir dan mengubahnya menjadi tenaga mekanikal.
Turbin Francis dan turbin Kaplan ialah dua jenis turbin tindak balas yang digunakan dalam loji kuasa hidro untuk memacu penjana. Ia adalah jenis turbin yang paling biasa digunakan dalam loji janakuasa moden.
Francis Turbine
Francis turbin telah dibangunkan oleh orang Inggeris James B. Francis pada tahun 1849 semasa bekerja sebagai ketua jurutera Syarikat Locks and Canals. Turbin itu direka untuk menjana kuasa mesin kilang tekstil menggunakan sungai berhampiran. Menggunakan kaedah saintifik dan eksperimen, dia dapat membangunkan reka bentuk untuk mencapai kecekapan sehingga 90%. Hari ini turbin Francis ialah turbin yang paling banyak digunakan di dunia.
Turbin Francis disertakan dalam selongsong, dan bilahnya mempunyai ciri melengkung khas yang direka untuk memperoleh prestasi optimum daripada turbin. Turbin Francis beroperasi di bawah kepala air 10-650 meter dan penjana yang digerakkan oleh turbin boleh memberikan output kuasa sehingga 750 MW. Turbin mempunyai julat kelajuan dari 80 hingga 100 putaran seminit.
Turbin Francis mempunyai pemasangan aci menegak, dan pemasangan rotor berorientasikan mendatar, dipanggil pelari, yang beroperasi di bawah air. Salur masuk air juga menegak dan diarahkan ke arah pelari dengan ram pemandu yang boleh dikawal. Pelari berputar terutamanya disebabkan oleh berat / tekanan air.
Kaplan Turbin
Turbin Kaplan telah dibangunkan pada tahun 1913 oleh profesor Austria Viktor Kaplan. Ia juga dikenali sebagai turbin baling-baling kerana pelarinya menyerupai baling-baling kapal. Ia mempunyai bilah laras dan pintu wiket untuk mendapatkan kecekapan optimum dalam keadaan tekanan/kepala yang berbeza. Oleh itu, turbin Kaplan boleh memperoleh kecekapan sehingga 95% dan beroperasi dalam keadaan kepala rendah yang tidak mungkin berlaku dalam turbin Francis.
Dalam turbin Kaplan juga pelari didorong oleh tekanan dan paras input air dikawal oleh baling pemandu. Kepala air turbin Kaplan berkisar antara 10-70 meter dan output kuasa penjana boleh dari 5-120 MW. Diameter pelari adalah kira-kira 2-8 meter dan menyampaikan 80-430 pusingan seminit. Memandangkan turbin Kaplan boleh beroperasi dalam keadaan kepala rendah, ia digunakan dalam pengeluaran kuasa aliran tinggi dan rendah di seluruh dunia.
Apakah perbezaan antara Turbin Kaplan dan Francis?
• Di dalam turbin Kaplan air masuk secara paksi dan keluar secara paksi, manakala dalam air turbin Francis memasuki pelari secara jejari dan keluar secara paksi.
• Pelari turbin Kaplan mempunyai 3-8 bilah manakala pelari turbin Francis mempunyai 15-25 bilah secara umum.
• Turbin Kaplan mempunyai kecekapan yang lebih tinggi daripada turbin Francis.
• Turbin Kaplan lebih kecil dan padat berbanding turbin Francis.
• Kelajuan putaran (RPM) lebih tinggi daripada turbin Francis.
• Turbin Kaplan mempunyai kehilangan geseran yang lebih rendah dan kecekapan yang lebih tinggi.
• Turbin Kaplan boleh beroperasi di bawah pelbagai keadaan kepala, tetapi turbin Francis memerlukan keadaan kepala yang agak tinggi.
• Turbin Kaplan digunakan dalam loji kuasa hidro kecil.
