Pojęcie pomp i turbin wodnych jest znane szczególnie dla właścicieli i pracowników elektrowni wodnych. Są to dwa główne elementy, które wchodzą w skład całej instalacji w elektrowni.
Turbina wodna, według definicji, jest silnikiem, którego zadaniem jest przetwarzanie energii wody na ruch obrotowy. Wir wodny, który powstaje w trakcie przepływu wody, wytwarza tak zwany moment obrotowy. Jest on następnie wykorzystywany do produkowania energii. Główne części turbiny to wirnik i łopatki. Turbinę stosuje się w elektrowniach wodnych do napędzania prądnic. Rodzaje turbin wodnych, jakie są dziś powszechnie wykorzystywane, to:
- Turbina Peltona,
- Turbina Kaplana (śmigłowa),
- Turbina Francisa,
- Turbina Deriaza.
Co warto wiedzieć o turbinach wodnych?
Najczęściej jednak, turbiny dzieli się na akcyjne (natryskowe) i reakcyjne (naporowe). W turbinie akcyjnej, ciecz jest doprowadzana do wirnika podciśnieniem atmosferycznym. Turbiny akcyjne wykorzystują energię kinetyczną. Wykorzystywane są one przy dużych spadkach wody, co wiąże się z dużymi prędkościami strumienia.
Turbiny reakcyjne z kolei są bardziej skomplikowane. Ciecz jest bowiem transportowana do wirnika pod większym ciśnieniem, niż w przypadku turbiny akcyjnej. W turbinie reakcyjnej wykorzystywana jest zarówno energia kinetyczna, jak i energia ciśnienia wody. Turbiny reakcyjne dzieli się pod względem ilości wirników (jedno lub wielowirnikowe), sposobem przepływu wody przez wirnik (turbiny promieniowe, diagonalne i osiowe) oraz ze względu na szybkobieżność (wolno, średnio i szybkobieżne).
Można wyróżnić wiele typów turbin, które mogą różnić się szybkobieżnością i układem turbozespołu. Poszczególne rodzaje turbin stosowane są na wysokie, średnie lub niskie spady. Turbiny wodne są wykorzystywane w szeroko pojętym przemyśle.
Pompy wodne z kolei są maszynami, które znajdują swoje zastosowanie w gospodarce oraz w przemyśle. Działanie pomp opiera się głównie na transportowaniu wody lub cieczy z niższych poziomów na wyższe. Cały układ pompowy składa się z rury ssawnej oraz z rury tłocznej. Pompa wodna ma za zadanie wytworzyć różnicę ciśnień pomiędzy stroną ssawną (wlotem do pompy), a tłoczną ((wylotem z pompy – strona tłoczna pozwala nam na transportowanie cieczy).
Działanie pomp opiera się na przekazywaniu cieczy siły mechanicznej. Dużą rolę w tym procesie odgrywa wirnik, tłok oraz membrana. Ciecz w efekcie zostaje sprężona.
Każda pompa wodna składa się z trzech podstawowych elementów:
- Wirnik – jego zadaniem jest wirowanie wokół osi podczas pracy pompy,
- Tłok – jest on odpowiedzialny za nacisk jaki wywiera się na cieczy, by ta mogła zostać przetransportowana i przetłoczona. Tłok może przekazywać lub odbierać energię nie tylko cieczy, ale także gazom oraz ciałom stałym.
Elementy te są odpowiedzialne za wytwarzanie podciśnienia, co z kolei prowadzi do zasysania cieczy i jej sprężania. Najczęściej, pompy wodne stosowane są do transportowania i tłoczenia wody pitnej, tzw. deszczówki czy ścieków.
Pompy można podzielić na wirowe (przepływowe) oraz wyporowe (tłokowe). Pompa wirowa ma za zadanie osadzać konkretną substancję (organ roboczy) na wale, który się obraca. Dzięki temu, możliwe jest zwiększenie krążenia cieczy, która przepływa przez wnętrze wału.
Zastosowanie pomp i turbin wodnych
Zarówno pompa, jak i turbina wodna, są wykorzystywane w wielu gałęziach przemysłu. Najczęściej jednak, pompy i turbiny wykorzystuje się w elektrowniach wodnych. Elektrownie wodne wykorzystują naturalne zasoby do wytwarzania energii.
