Specifična vrtilna hitrost

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Skoči na: navigacija, iskanje

Specífična vrtílna hitróst je pojem iz teorije turbinskih strojev za nestisljive tekočine: turbine in črpalke. Veličina je izpeljana iz osnovnih kazalcev okoliščin, v katerih tak stroj deluje: tlačna razlika med vstopom in izstopom sredstva, pretočna količina in vrtilna hitrost.

Različne oblike vodnih turbin in črpalk 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 teorije podobnosti lahko strnemo tri vplivne parametre v en brezdimenzionalni kazalec: specifično vrtilno hitrost Ns:[1][2][3]


- specifična vrtilna hitrost
- vrtilna hitrost (število vrtljajev turbine) (1/s)
- volumski pretok (m³/s)
- tlačna višina (razlika med nivojem zgornje vode in letgo turbine) (m)
- gravitacijski pospešek(m/s²)

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

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

Kraut uporablja oznako ns:

kjer ima enak pomen kot .

Primerjalna tabela oblik rotorjev turbin in črpalk[uredi | uredi kodo]

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.

(specifična vrtilna hitrost, vrt. na minuto) Vrsta rotorja Oblika rotorja Maks. tlačna višina Maks. izkoristek (za črpalke)
7 – 30 Radialna turbina/črpalka Radialpumpe mit tiefem nq 800 m (bis 1200 m) 40 – 88 %
50 Radialna turbina/črpalka Radialpumpe mit mittlerem nq 400 m 70 – 92 %
100 Radialna turbina/črpalka Radialpumpe mit hohem nq 60 m 60 – 88 %
135 Polaksialna turbina/črpalka Halbaxialpumpe mit tiefem nq 100 m 70 - 90 %
160 Polaksialna turbina/črpalka Halbaxialpumpe mit hohem nq 20 m 75 – 90 %
160 – 400 Aksialna turbina/črpalka Axialpumpe 2 – 15 m 70 – 88 %

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

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

Viri[uredi | uredi kodo]

  1. ^ B. Kraut: Strojniški priročnik
  2. ^ Gradivo: Modelne raziskave, Fakulteta za strojništvo, Ljubljana, februar 2012]
  3. ^ Proizvodnja električne energije - osnove hidroelektrarn - Zapiski predavanj, Fakulteta za elektrotehniko v Ljubljani, šolsko leto 2010/2011