Francis Turbine是什么?弗朗西斯涡轮机如何工作?水轮机的类型
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弗朗西斯水轮机是第一台径向进气水轮机。它是由美国科学家詹姆斯·弗朗西斯设计的。弗朗西斯涡轮是一个反应涡轮。反应式涡轮有一些主要的特点，使他们区别于脉冲式涡轮。压力下降的主要部分发生在涡轮本身，不像脉冲式涡轮，在运行过程中，完全的压力下降发生在入口点，涡轮通道完全被水流填满。
混流式水轮机设计
弗朗西斯涡轮有一个圆形板固定到旋转轴垂直于其表面，并通过其中心。这块圆形板上有弯曲的凹槽;有沟道的板统称为流道。流道周围是一圈固定的通道，称为导向叶片。导叶被安置在一个称为蜗壳的螺旋壳体中。法兰涡轮的出口位于转轮板的中心。有一个导流管附在转轮的中央出口上。流道的半径、流道的曲率、叶片的角度和涡轮的整体尺寸等设计参数取决于可用的水头和应用类型。
混流式水轮机的工作
涡轮通常安装在垂直轴上。高水头(压力)的水通过环绕导叶的螺旋套管进入涡轮。水在蜗壳(螺旋壳)中释放一部分压力以保持速度。然后水通过导叶，在那里它被导向以最佳角度撞击流道上的叶片。当水流过流道时，其压力和角动量减小。这种减量作用在转轮上，动力被传递到涡轮轴上。
如果涡轮机在设计条件下运行，水沿轴向离开转轮。水通过尾水管排出涡轮，尾水管起到扩散器的作用，降低水流的出口速度，以从流动的水中回收最大的能量。
发电使用弗朗西斯涡轮
对于使用混流式水轮机发电，水轮机提供高压水，高压水以径向流入水轮机，并通过尾水管轴向离开水轮机。水流的能量以扭矩和旋转的形式传递到水轮机的轴上。涡轮轴与发电机或交流发电机耦合以发电。为了保证发电质量，在负荷变化的情况下，汽轮机转速应保持恒定。为了在负荷减少的情况下保持转轮速度恒定，可以通过改变导流叶片的角度来降低水流流速。
这篇文章是水轮机系列的一部分
水轮机将能量从流动的流体转移到旋转轴上。涡轮本身是指旋转或旋转的东西。要了解更多关于什么是水轮机，什么是水轮机的工作原理以及如何分类，请阅读本系列文章。
