Ogled vira Vodna turbina

[[Slika:Water turbine grandcoulee.jpg|thumb|Francisova vodna turbina za električno centralo na Grand Coulee Dam.]]

'''Vódna turbína''' je [[pogonski stroj|pogonski]] [[stroj]], pri katerem se [[potencialna energija]] vode pretvarja v [[mehanska energija|mehansko energijo]], ta pa se z [[električni generator|električnim generatorjem]] pretvarja v [[električna energija|električno energijo]]. [[Turbina]] in generator tvorita [[turboagregat]]. 

Glede na pretvorbo energije, vodne turbine delimo v dve skupini:
* enakotlačne (akcijske) vodne turbine s prostim curkom
** [[Peltonova turbina]]
* nadtlačne (reakcijske) vodne turbine
** [[Francisova turbina]]
** [[Kaplanova turbina]]

Enakotlačne turbine so delno oblite in morajo biti za normalno obratovanje postavljene na spodnjo [[gladina|gladino]] [[voda|vode]]. [[nadtlak|Nadtlačne]] pa so polno oblite in izkoriščajo celotni [[padec]] vode od zgornje do spodnje gladine.

[[Slika:Peltonturbine-1.jpg|thumb|Peltonova turbina.]]

Vodne turbine locimo tudi glede na [[smer]] pretoka vode:
* radialne (Francisova turbina)
* aksialne (Kaplanova turbina)
* diagonalne
* tangencialne (Peltonova turbina)

Delimo pa jih tudi glede na lego [[os vrtenja|os]]i vodne turbine: 
* navpične
* vodoravne
* poševne

==Specifična vrtilna hitrost==
Različne oblike vodnih turbin so razvili zaradi različnih okoliščin uporabe. Najpomembnejši parametri so: tlak vode pred turbino (g.∆H), volumski pretok vode (Q) in predvidena vrtilna hitrost (n).  S pomočjo [[teorija podobnosti|teorije podobnosti]] lahko strnemo tri vplivne parametre v en brezdimenzijski pokazatelj: specifično vrtilno hitrost N<sub>s</sub><ref>[[Krautov strojniški priročnik|B. Kraut: Strojniški priročnik]]</ref>  <ref>[http://lab.fs.uni-lj.si/kes/eksperimentalno_modeliranje_v_eps/predavanje%202%20modelne%20raziskave.pdf Gradivo: Modelne raziskave] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20130908132600/http://lab.fs.uni-lj.si/kes/eksperimentalno_modeliranje_v_eps/predavanje%202%20modelne%20raziskave.pdf |date=2013-09-08 }}, [[Fakulteta za strojništvo, Ljubljana]], februar 2012]</ref>  <ref>[http://leon.fe.uni-lj.si/media/uploads/files/Pedagosko%20delo%20Cepin/cepin-Hidrodinamika.pdf Proizvodnja električne energije - osnove hidroelektrarn - Zapiski predavanj]{{Slepa povezava|date=oktober 2022 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}, [[Fakulteta za elektrotehniko v Ljubljani]], šolsko leto 2010/2011</ref>:

<math>N_s = \frac { n \sqrt Q } { (gH)^{ 3/4 } } </math>


:<math>N_s</math> - specifična vrtilna hitrost
:<math>n</math> - vrtilna hitrost (število vrtljajev turbine) (1/s)
:<math>Q</math> - volumski pretok (m³/s)
:<math>H</math> - tlačna višina (razlika med nivojem zgornje vode in letgo turbine) (m)
:<math>g</math> - gravitacijski pospešek(m/s²)

Uporabimo podatke za pretok in tlačno višino pri kateri želimo doseči največji [[izkoristek]], to je najpogostejše velikosti teh parametrov.

Pozor: nekatere definicije specifične vrtilne hitrosti ne vsebujejo zemeljskega pospeška. V tem primeru izraz ni brezdimenzijski in se izračunane vrednosti razlikujejo glede na merske enote. V uporabi je tudi podobna definicija, ki se nanaša na specifično vrtilno hitrost v rad<sup>-1</sup>.

[[Krautov strojniški priročnik|Kraut]] uporablja oznako n<sub>s</sub>:

<math>n_q = \frac { n \sqrt q_v } { (H)^{ 3/4 } } </math>

kjer ima <math>q_v</math> enak pomen kot <math>Q</math>.

==Primerjalna tabela oblik rotorjev turbin==

Tabela je uporabna za vodne turbine in vodne [[črpalke]]. Vodne turbine dosegajo višje izkoristke kot črpalke. Tudi velikost stroja vpliva na dosegljiv izkoristek, ta je pri večjih strojih višji.


{| class="wikitable"
| '''<math>n_q </math> (specifična vrtilna hitrost, vrt. na minuto)'''
! Vrsta rotorja
! Oblika rotorja
! Maks. tlačna višina
! Maks. izkoristek (za črpalke)
|-
| 7 – 30
| Radialna turbina/črpalka
| [[Slika:Icon of radial impeller with low nq.gif|100x100px|Radialpumpe mit tiefem nq]]
| 800&nbsp;m (bis 1200&nbsp;m)
| 40 – 88 %
|-
| 50
| Radialna turbina/črpalka
| [[Slika:Icon of radial impeller with mean nq.gif|100x100px|Radialpumpe mit mittlerem nq]]
| 400&nbsp;m
| 70 – 92 %
|-
| 100
| Radialna turbina/črpalka
| [[Slika:Icon of radial impeller with high nq.gif|100x100px|Radialpumpe mit hohem nq]]
| 60&nbsp;m
| 60 – 88 %
|-
| 135
| Polaksialna turbina/črpalka
| [[Slika:Icon of semi-axial impeller with low nq.gif|100x100px|Halbaxialpumpe mit tiefem nq]]
| 100&nbsp;m
| 70 - 90 %
|-
| 160
| Polaksialna turbina/črpalka
| [[Slika:Icon of semi-axial impeller with high nq.gif|100x100px|Halbaxialpumpe mit hohem nq]]
| 20&nbsp;m
| 75 – 90 %
|-
| 160 – 400
| Aksialna turbina/črpalka
| [[Slika:Icon of axial impeller.gif|100x100px|Axialpumpe]]
| 2 – 15&nbsp;m
| 70 – 88 %
|}

Raidalne in polradialne turbine imenujemo tudi Francisove, aksialne pa Kaplanove oziroma v izvedbah za zalo nizke padce ''cevne turbine''.

Peltonove turbine imajo povsem drugačno zasnovo (glej zgoraj), uporabne pa so za zelo nizke vrednosti  <math>n_q </math>, do 10 vrt./minuto oziroma pri izvedbah z več šobami do 20 vrt./minuto.

==Viri==
<references/> 

[[Kategorija:Pogonski stroji]]
[[Kategorija:Turbine]]
{{normativna kontrola}}