3-4
120512
2.2.
โครงสร้างของกังหันและสมรรถนะการท างาน
กังหันน ้าสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภทใหญ่ๆ ตามวิธีการแปลงพลังงานของน ้าให้เป็นพลังงาน
กลดังนี้
:
กังหันน ้าแบบอิมพัลส์
(Impulse Type Turbine)
กังหันแบบนี้เฮดของความดันทั้งหมดจะถูกหัวฉีดเปลี่ยนเป็นเฮดความเร็วที่ความดันของบรรยากาศ
ล าน ้าความเร็วสูงที่ฉีดออกมาจากหัวฉีดนี้จะพุ่งเข้าชนครีบของใบจักร
(Bucket)
ของกังหัน
กังหันที่ได้รับ
การออกแบบที่ดีนั้นความเร็วของน ้าในขณะที่ไหลออกจากครีบของใบจักรนั้นควรจะลดน้อยลงจนกระทั่ง
มีค่าเข้าใกล้ศูนย์ กังหันน ้าแบบอิมพัลส์ที่เป็นที่รู้จักกันดีคือ
Pelton
และ
Cross Flow
กังหันน ้าแบบรีแอ๊คชั่น
(Reaction Type Turbine)
กังหันน ้าแบบนี้เฮดความดันบางส่วนของน ้าที่ไหลเข้ามาในตัวกังหันจะถูกครีบบังคับทิศทางการไหล
(guide vane)
ที่อยู่ด้านนอกของตัวใบจักรเปลี่ยนเป็นเฮดความเร็วก่อนที่จะไหลเข้าไปในตัวใบจักร
ความ
ดันส่วนเกิน
(over pressure)
นี้จะท าให้น ้าที่ไหลผ่านใบจักรของกังหันเกิดความเร่งขึ้น ต่อจากนั้นน ้าจะ
ไหลตามแนวแกนออกจากใบจักรสู่แหล่งน ้าในบรรยากาศ ใบจักรของกังหันแบบนี้จะคล้ายคลึงกับใบพัด
ของปั๊มน ้าแต่จะท างานตรงกันข้ามกับปั๊มน ้า กังหันแบบรีแอ๊คชั่นนี้เหมาะกับโรงไฟฟ้าพลังน ้าขนาดกลาง
ถึงขนาดใหญ่ กังหันน ้าแบบนี้จะให้ประสิทธิภาพสูงเมื่อน ้าเหนือเขื่อนมีระดับปานกลางถึงระดับสูงที่มี
อัตราการไหลระดับปานกลาง กังหันแบบรีแอ๊คชั่นนี้ที่เป็นที่รู้จักกันดีคือ
Francis, Kaplan,
และ
Axial-
Flow Turbines
กังหันน ้าไม่ว่าจะเป็นแบบไหนก็ตามเฮดบางส่วนหรือเฮดทั้งหมดจะถูกเปลี่ยนไปเป็นเฮดความเร็ว
3.2.1
กังหันน ้าแบบเพลตัน
(Pelton Turbine)
กังหันน ้าแบบเพลตันนี้ (รูปที่ 3
-
2) เหมาะส าหรับใช้งานกับโรงไฟฟ้าพลังน ้าขนาดกลางที่น ้าใน
เขื่อนมีระดับค่อนข้างสูงและมีอัตราการไหลค่อนข้างต ่า
หน้าที่ของกังหันแบบเพลตันก็คือจะเปลี่ยนพลังงานของน ้าให้เป็นพลังงานกล โดยให้น ้าความเร็ว
สูงที่ฉีดออกจากหัวฉีด (หัวฉีดเดียวหรือหลายหัวฉีดก็ได้) ไปชนกับครีบ
(Bucket)
ของใบจักร การชนที่เกิด
จากน ้าวิ่งเข้าชนครีบนี้ท าให้เกิดพลังงานจลน์ซึ่งสามารถวัดได้ด้วยไดนาโมมิเตอร์
