26108474-Hidraulika-i-Pneumatika.pdf

Hidraulika i Pneumatika

Hidraulika Hidraulika je grana mašinstva koja se bavi prenošenjem sila putem tečnih medija. Preko pritiska u tečnosti prenose se sile, bezirajući na jednostavnoj jednačini: p = F / A, pri čemu: p = pritisak, F = sila i A = površina na koju pritisak djeluje. Jedna jako važna osobina hidrauličkih ulja, koja su najčešće upotrebljavani mediji, je njihova nekompresibilnost. To je ujedno i osnovna razlika između hidraulike i pneumatike. To znači da se sila koja djeluje na ulje manje-više direktno prenosi, bez prethodnog komprimiranja medija, kao što je to slučaj kod pneumatike. Manje-više znači da su hidraulička ulja ipak minimalno kompresibilna. Pri proračunima je neophodno uzeti i kompresibilnost cijevi u obzir, koja kod visokih pritisaka dolazi do izražaja. Tipični pritisci u hidraulici su do oko 200 bar-a iako su i viši pritisci mogući, kao na primjer na sistemima za ubrizgavanje goriva (dizela), gdje se upotrebljavaju pritisci i do 2000 bar-a.˙

Stran a1

Hidraulika i Pneumatika

Prednosti hidraulike

na primjer kod kombajna, gdje se motor obično nalazi visoko (na pr. iza kabine) dok je pogon ostvaren preko hidrauličnih motora koji su direktno kod prednjih točkova. Snaga se prenosi putem hidrauličnog ulje koje teče kroz cijevi i crijeva. Pri njihovom rasporedu konstrukter ima znatno više slobode nego sa mehaničkim pogonom, gdje bi motor kombajna morao biti tako postavljen da ima direktu mehaničku vezu sa točkovima.Druga velika prednost je pretvaranje rotacionih pokreta u linearne upotrebom hidrauličnih cilindara. Još jedna prednost je mogućnost upotrebe hidraulike za regulaciju i automatizaciju. Tok ulja biva regulisan raznim vrstama ventila. Upotreba ventila sa električnim upravljanjem i njihovo brzo reagovanje (posebno takozvanih servo-ventila) otvara vrata ragulaciji.

Nedostatci hidraulike

Najveći i odlučujući nedostatak hidraulike je njen relativno loš stepen djelovanja (u najgorem slučaju samo 30%). To znači da veliki dio energije nije iskorišten i biva izgubljen u obliku toplotne energije. Na primjeru kombajna snage motora 100 KS bi to značilo da u najgorem slučaju samo 30 KS dospije do točkova a čak 70 KS "proizvodi" toplotu! Ovo je prilično ekstreman primjer - ali stepen djelovanja je kod hidraulike generalno niži nego kod mehanike, što vodi većoj potrošnji goriva. Izuzetak predstavljaju pogoni sa podjelom snage, sve češći posebni kod traktora, koji jedan dio snage prenose mehanički a jedan hidraulički. Oni koriste prednosti mehanike, prenoseći najveći dio snage mehanički pri velikim opterećenjima, i prednosti hidraulike koja omogućava neprekidni prenos snage.

Stran a2

Hidraulika i Pneumatika

Heron Heron Stari ili Aleksandrijski (Aleksandrija, I vek n.e) bio je grčki matematičar i inženjer. Smatra se da je otkrio više sprava, među koje se ubrajaju Heronove fontane (male mašine pomoću kojih se dobija mlaz vode). Zanimao se za odbijanje svetlosti na konveksnim, konkavnim i ravnim ogledalima. Pisao je i traktate iz oblasti matematike i mehanike.

Heronov aeolipil se smatra pretečom parne mašine Doprineo je i razvoju nauke o toploti. Pripisuju mu se pravila za tačno i približno izračunavanje zapremine zarubljene piramide, zarubljene kupe kao i nekih drugih geometrijskih tela. Tomas Njukomen

Stran a3

Hidraulika i Pneumatika

Tek je Tomas Njukomen 1712. uspio da stvori mašinu koja je počela nešto više da se koristi, pogotovo za pumpanje vode iz rudnika. Iskoristivost je i dalje bila slaba. Mašina je nazivana "atmosferska" zato jer je pritisak atmosfere vršio koristan rad kad klip ide dolje Rad Njukomenove parne mašine: • Sa klipom u donjem položaju, otvara se ventil koji pušta paru u cilindar. • Klip se podiže, uglavnom pod dejstvom težine utega (na lijevoj strani crteža). •

Kad je klip pri vrhu, zatvara se dovod pare.

• Da bi se stvorio podpritisak ispod klipa, hladna voda se uštrcava u cilindar. To odmah dovodi do kondenzacije vodene pare i stvara se vakuum u cilindru. •

Atmosferski pritisak sad potiskuje klip nadolje.

•

Ventil za hladnu vodu se isključuje u podesnom trenutku.

•

Ciklus se ponavlja.

Kako vidimo, koristan rad vrši atmosferski pritisak, potiskujući klip u vakuum nastao kondenzacijom pare. Zato se ovakva mašina ponekad naziva atmosferskom. U prvim verzijama Njukomenove mašine, ventili su otvarani i zatvarani ručno (!) u toku ciklusa. Postoji priča da je dječak koji je bio zaposlen da upravlja ventilima, sam došao na zamisao da poveže ventile sa "klackalicom" na vrhu mašine i tako automatizira proces. Bilo kako bilo, kasnije Njukomenove mašine su imale sistem poluga koje su automatski otvarale i zatvarale ventile u pogodnom trenutku.

Stran a4

Hidraulika i Pneumatika

Njukomenova "atmosferska" mašina. Para - ružičasto, voda - plavo. Ventili su otvoreni (zeleno) ili zatvoreni (crveno)

Blez Paskal

Stran a5

Hidraulika i Pneumatika

Blez Paskal (19. jun 1623 — 19. avgust 1662) je bio francuski matematičar, fizičar i filozof. Paskal je od malena pokazivao interesovanje za nauku pa je već sa 18 godina konstruisao prvu matematičku mašinu, mehanički sabirač kako bi pomogao svom ocu u poslovanju. 1650. godine napušta svet nauke i okreće se religiji, odnosno kako je on napisao „razmatranju veličine i misterije čoveka“.

Život i rad

Stran a6

Hidraulika i Pneumatika

Blez Paskal rođen je 19. juna u Klermon Feranu, u Francuskoj. Blez je bio treće dete Etjena Paskala i Antoanete Begon. Majka mu je umrla kada je imao samo tri godine, ostavljajući ga sa dve sestre – Gilbert i Žaklin. Godine 1631. porodica Paskal napušta Klermon i seli se u Pariz. Blezov otac, Etjen Paskal (1588-1651) i sam se interesovao za nauku i matematiku. Bio je lokalni sudija u Klermonu i bio je član Mersenove akademije. Pošto je imao neortodoksne poglede na obrazovanje, odlučio je da svoga sina sam podučava. Etjen je odlučio da Blez neće učiti matematiku do svoje petnaeste godine, i sva literatura u vezi matematike bila je premeštena iz njihove kuće. Nastojao je da mu sin najpre nauči latinski i grčki. Ali Blez je samo još više razvio svoju radoznalost i počeo da radi geometriju već u dvanaestoj godini. Iako je bio oduševljen njegovim znanjem, Blezov otac nije odustajao od svoje odluke da sam podučava sina. U tom ranom periodu, međutim, za dečaka su bili značajni susreti sa Galilejem i Dekartom, kao i njegovo poznanstvo sa matematičarem Fermaom, s kojim će stvoriti temelj računa verovatnoće. Sa petnaest godina Blez Paskal je počeo da se divi radu Dezarga, a sa šesnaest godina Paskal je izdao jedinstven primerak lista sa jednog od Mersenovih sastanaka u junu 1639. godine. Sadržao je brojeve teorema iz projektivne geometrije, uključujući tu i Paskalov mistični šestougao. Decembra 1639. godine, Paskalova porodica je napustila Pariz da bi živela u Ruanu gde je Etjen bio primljen kao skupljač poreza za gornju Normandiju. Brzo po smeštanju u Ruanu, Blez je napisao svoj prvi rad nazvan Esej o konusnim presecima, izdat februara 1640. godine. Iste godine Paskal je izumeo i prvi digitalni kalkulator sa namerom da pomogne svome ocu u prikupljanju poreza i taksi. Događaji 1646. godine su bili vrlo značajni za mladog Paskala. Te godine je njegov otac povredio nogu i morao je da se oporavlja kod kuće. O njemu su se brinula njegova mlađa braća, koji su bili u religioznom pokretu iz Ruana. Oni su imali dubok uticaj na Paskala i on je postao jako religiozan. Etjen Paskal je umro u septembru 1651. godine. Posle očeve smrti, Blez je pisao jednoj od svojih sestara, davajući, pri tome smrti jedno duboko hrišćansko značenje; i za njega je očeva smrt bila nešto posebno. Tada je oformio svoje ideje koje su poslužile kao osnova za njegova pisma, objedinjena u filozofski

Stran a7

Hidraulika i Pneumatika

rad pod nazivom Misli (Pensees). Posle ovoga, Paskal je posetio jansenski manastir Port Rojal de Šamp, koji se nalazio oko 30 km jugozapadno od Pariza. Počeo je da izdaje anonimna dela na temu religije. 18 Provincijalnih pisama je bilo izdato u periodu između 1656. godine do početka 1657. godine. Sve je to bilo pisano kao znak odbrane od njegovog prijatelja Antoana i velikog protivnika Jezuita i branioca jansenizma, koji je inače pre svojih studija teologije u Parizu, bio osuđivan zbog svog kontraverznog religioznog rada. Paskalov najpoznatiji rad iz filozofije je Misli, a na izdanju o svojim ličnim mislima vezanim za ljudsku patnju, sudbinu i Boga, kojem je pristupio kasne 1656. godine, nastavio je da radi tokom 1657. i 1658. godine. Ovaj rad sadrži i Paskalovu opkladu kao dokaz da verovanje u Boga je razumno samo sa pratećim argumentima. Ako Bog ne postoji, onaj ko ne veruje u njega neće izgubiti ništa, a ako, pak, Bog postoji, taj isti čovek će izgubiti sve zato što nije verovao u njega. Paskal je u svojoj opkladi koristio matematičke argumente i argumente iz verovatnoće, ali njegova glavna računica je:…mi smo svi prisiljeni da se kockamo. Godine 1653. Paskal piše svoje delo: „Teza o aritmetičkom trouglu” (Traité du triangle arithmétique), iznoseći u njemu opis tabelarnog prikaza za binomne koeficijente koji se danas zove Paskalov trougao. Nastao je kao rezultat njegovog interesovanja za ruski rulet i ostale igre na sreću. Predstavlja beskonačan niz prirodnih brojeva poređanih u obliku piramidalne sheme. Ovi brojevi posmatrani po vrstama se ponašaju kao binomni koeficijeti. Paskalov trougao u početnu vrstu upisuje se 1. Pretpostavljajući da svaka vrsta počinje i završava se sa po jednom nulom (ove nule se ne pišu), svaka vrsta se obrazuje pomoću prethodne sabiranjem po dva uzastopna člana u prethodnoj vrsti i ispisivanjem svakog zbira u sredini razmaka između sabiraka.

1. Zbir Sn brojeva u n-toj vrsti je udvostručen zbir Sn-1 brojeva u prethodnoj vrsti. To je zato što se među članovima n-te vrste koji obrazuju sumu Sn po dva puta javlja svaki od brojeva iz prethodne vrste.

Stran a8

Hidraulika i Pneumatika

2. U svakoj vrsti, dva od krajeva jednako udaljena člana međusobno su jednaka. Kod prvih vrsta može se zapaziti simetrija u odnosu na vertikalnu osu figure. Prema pravilu po kom formiramo vrste, ova simetrija prelazi sa svake vrste na sledeću i tako se beskrajno nastavlja. 3. U svakoj vrsti, zbir elemenata parnih rednih brojeva i zbir elemenata neparnih rednih brojeva je jednak. Svaki od njih je zbir u kome po jedanput figuriše svaki od elemenata prethodne vrste. 4. Elemenat koji nastaje sabiranjem uzastopnih elemenata a i b prethodne vrste (a se nalazi levo a b desno), jednak je zbiru brojeva na koje se nailazi penjući se bilo od a po paraleli leve stranice trougla, bilo od b po paraleli desne stranice. Mogu se izvršiti numerička proveravanja, na primer za broj 15, koji se nalazi u sedmoj vrsti: (5+4+3+2+1 i 10+4+1) 5. Može se primetiti da u napisanim vrstama članovi rastu ukoliko se približavamo središnjoj koloni. Jasno je da, ako ovaj zakon važi za jednu vrstu, važi i za sledeću. On je dakle, opšti. Svaka vrsta neparnog rednog broja ima član koji je jednako udaljen od krajeva, veći je od svih ostalih brojeva. 1 1 1 1 1 1

1

2 3

4

1 3

6

1 4

5 10 10

1 5

1

Prvih šest kolona paskalovog trougla

Stran a9

Hidraulika i Pneumatika

Paskalina Paskal je, 1642. godine, kada je imao samo 19 god. otpočeo rad na mehaničkom kalkulatoru koji se naziva Paskalina. On je tada pomagao svom ocu koji je bio sakupljač poreza i želeo je da mu olakša posao. Prvi model je izrađen 1645. godine, a 1652. godine je izrađeno već 50 prototipova, od kojih je bar 12 prodato. Cena i složenost mašine onemogućili su dalju proizvodnju, kao i činjenica da je samo Paskal mogao da je popravi. U to vreme, on je već imao druga naučna interesovanja. Paskalina ili aritmetički kalkulator je bila drugi mehanički kalkulator, koji je izumeo Blez Paskal 1645. godine. Paskal je 1642. god. započeo radove na svom kalkulatoru kada mu je bilo samo devetnaest godina. Pomagao je u poslu svom ocu, koji je bio poreski komesar pa je tražio uređaj koji bi mu olakšao posao. Paskal je 1652. god.napravio pedeset prototipova i prodao nekoliko desetina mašina, ali cena i složenost Paskaline - zajedno sa činjenicom da je ona mogla samo da sabira i oduzima, pa i to sa poteškoćama- uticale su na dalju prodaju. I tokom te godine proizvodnja je prestala. U to vreme, Paskal se okrenuo ka nekim svojim drugim interesovanjima, pre svega ka izučavanju atmosferskog pritiska, a potom i ka filozofiji. Paskalina je bila decimalna mašina, a to nije bilo naročito pogodno, jer se u Francuskoj pojavio novi valutni sistem, sličan funtama, šilinzima i penijima, koji su se koristili u Britaniji sve do sedamdesetih godina 20. veka, i kao takav nije bio decimalan. Francuska je 1799. godine prešla na metrički sistem. Do tog vremena, Paskalov osnovni izum je inspirisao i druge izumitelje, mada ni oni nisu bilo komercijalno preterano uspešni. Čudo od deteta, Gotfrid Vilhelm Lajbnic, izumeo je 1672. godine spravu koja se zasnivala na drugom modelu, uzastopnom sabiranju, koja je mogla da obavlja sabiranje, oduzimanje, množenje i delenje i da računa kvadratni koren. Ali kalkulatori se nisu pojavljivali na tržištu sve do početka devetnaestog veka, kada je Čarls Havijer Tomas de Kolmar izumeo arithometar baziran na Lajbnicovom modelu, i koji je prvi bio komercijalno uspešan.

Stran a 10

Hidraulika i Pneumatika

Prvi Paskalin prototip je imao svega nekoliko cifara, dok su kasnije varijante imale i do osam, što je potom omogućilo da se koriste i brojevi do 9.999.999. Cifre su se birale preko metalnih točkića čijim su se okretanjem dobijali odgovarajući brojevi; odgovori su se pojavljivali u kutijicama na samom vrhu kalkulatora. Pošto su se zupčanici okretali samo u jednom pravcu, negativni brojevi se nisu mogli odmah izračunati. Prilikom sabiranja brojeva korišćen je metod komplemenata od devet. Da bi se pomoglo korisniku, pri unosu broja prikazivao se i njegov komplement iznad kutijice u kojoj je pisao uneti broj.

Paskalov doprinos fizici

Stran a 11

Hidraulika i Pneumatika

Paskalov rad na polju izučavanja fluida (hidrodinamičkih i hidrostatičnih) bio je zasnovan na principima hidrauličnih fluida. Njegov pronalazak uključuje i hidrauličnu presu (korišćenjem hidrauličnog pritiska kako bi se povećala snaga) kao i štrcaljku. Do 1646. godine, Paskal je izučio Toričelijev eksperiment sa barometrima. Nakon što je ponovio eksperiment, koji je podrazumevao postavljanje tube ispunjene živom naopako u bokal žive, Paskal je postavio pitanje koja sila je držala živu u tubi i šta je ispunjavalo prostor iznad žive u tubi. Do tada, većina naučnika je radije verovala da taj prostor ispunjava neka nevidljiva materija nego vakuum. Nastavljajući dalje eksperimente, Paskal je 1647. godine napisao delo: „Novi eksperimenti sa vakuumom“, (“Experiences nouvelles touchant le vide“), u kom je detaljno opisao osnovna pravila, navodeći na kojoj temperaturi različite tečnosti mogu biti podupirane vazdušnim pritiskom. On takođe iznosi i razloge zašto se baš vakuum nalazi iznad tečnosti u tubi barometra. Paskal 1648. godine nastavlja sa eksperimentima kojima potvrđuje da visina žive može da se promeni. Eksperiment je zaživeo u Evropi kao konačna teorija o principima i vrednostima barometra. Suočen sa kritikama da mora postojati neka nevidljiva materija koja ispunjava prazan prostor, Paskal je u svom odgovoru upućenom naučnicima dao jedan od najznačajnijih izjava sedamnaestog veka o naučnoj metodi : „Kako bi pokazao da je hipoteza očigledna, nije dovoljno da svi fenomeni iz nje slede, već ako ona dovodi do nečega što je u suprotnosti , sa makar jednim fenomenom, to je dovoljno da se dokaže njena netačnost.“ Njegovo insistiranje na postojanju vakuma uzrokovalo je i konflikte sa mnogim istaknutim naučnicima uključujući i Dekarta.

Stran a 12

Hidraulika i Pneumatika

Džon Dalton Engleski prirodoslovac (1766-1844). Rodio se u septembru 1766. godine. Kada je imao šest godina, ispostavilo se da je dikromata (bio je slep za boje). Sa 12 godina života on vodi školu u svom rodnom mestu. Kasnije se zapošljava u Mančesteru u „New College-u“. Bavio se fizikom i hemijom. Vršio je dugotrajna i sastavna meteorološka istraživanja (Meteorological Observations and Essays, 1793), postavio vlastitu atomsku teoriju (New System of Chemical Philosophy, 1808-27), dao pregled atomskih težina (Daltonov zakon, 1807). Pošto je bio slep za boje, bavio se proučavanjem te anomalije, koja se po njemu prozvala daltonizam. Daltonova atomska teorija transformisala je osnove hemije i fizike. Početkom devetnaestog veka Englez Dalton istraživao je rastvorljivost gasova u vodi. Smatrao je da se gasovi nalaze u obliku atoma, prema ideji koja je važila još od Demokrita (460-370 PNE). Dalton je, medjutim, dao objašnjenje ulaska elementarnih gasova u jedinjenja tokom hemijskih reakcija. Svoju teoriju saopštio je 1803, a knjigu “A New System of Chemical Phylosophy” publikovao je 1808. Njegovo objašnjenje glasi: atomi istih elemenata su identični, oni se ne stvaraju niti nestaju, sve je sačinjeno od atoma, hemijske promene su jednostavno premeštanje atoma i jedinjenja su sastavljena iz atoma odgovarajućih elemenata. U istoj knjizi sumirao je i do tada poznate elemente sa njihovim atomskim težinama, uporedjene sa vodonikom, čiju težinu je usvojio za jedinicu. Prema tome, ugljenik je imao atomsku težinu 12, kiseonik 16 itd. Dalton je, medjutim, pogrešno zaključio da elementi uvek reaguju u medjusobnim odnosima jedan prema jedan, prema kome je molekul vode bio HO a ne H2O. Pored ovoga, Dalton je izveo svoj zakon “parcijalnih pritisaka”, po kome se vazduh sastoji od mešanih gasova, a ne jedinjenja, i prvi je potvrdio jednako širenje svih gasova pri jednakom povećanju temperature. On je, takodje, prvi utvrdio i tačku rose.

Stran a 13

Hidraulika i Pneumatika

Džon Dalton

Daltonizam, nasleđena ili stečena slepoća za boje, nazvana po engleskom prirodoslovcu Johnu Daltonu. Ahromati su slepi za sve boje, dihromati za nekoliko (crvenu i zelenu, žutu i modru), protanopi za crvenu, deuteranopi za zelenu, tritanopi za plavu i žutu. Nasleđivanje je recesivno i vezano za pol (prenosi se od deda na unuka mimoišavši zdravu kćer).

Daltonov zakon: Pritisak mešavine gasova jednak je sumi parcijalnih pritisaka, što bi ih proizveli pojedini gasovi, kada bi svaki pojedinačno ispunio raspoloživi prostor:

Stran a 14

Hidraulika i Pneumatika

gde je P1, P2, Pi itd. pritisak pojedinih gasova.

Ako bi Daltonov zakon uporedili sa Boyle–Mariotte-ovim i Avogadrovim zakonom, došli bi do zaključka da je:

gde je

molni razlomak i-tog komponenta elementa.

Sledeća jednačina nam daje mogućnost za određivanje koncentracije jedinstvenog gasa:

gde je

zapreminske

koncentracija i-tog komponenta izražena u ppm-u.

Atomska teorija je teorija o strukturi atoma. Mišljenje da je materija sastavljena od sićušnih, dalje nedeljivih čestica, atoma, javlja se već u Starom veku; u Srednjem veku bilo je to mišljenje potisnuto i proganjano kao materijalističko. U početku XIX veka Dalton je tom teorijom objasnio stehiometrijske zakone, tj činjenice, da se pojedini elementi među sobom spajaju uvek u istim merama, a jedan dati element s drugima uvek u količinama, koje se među sobom odnose kao mali celi brojevi

Stran a 15

Hidraulika i Pneumatika

(Stehiometrija). On uzima da se među sobom u stalnim odnosima spajaju nedeljivi atomi određene i uvek jednake težine. Mišljenje, da je atom, tj najmanja čestica nekog elementa, koja još ima svojstva tog elementa, dalje nedeljiv, nije se moglo održati, kad je pred kraj prošlog veka opaženo, da se atomi mogu raspadati (Radioaktivnost). Opaženo je takođe, da pri radioaktivnom raspadanju iz atoma izlaze električki nabijene čestice, pa je zaključeno, da se atom sastoji iz takvih čestica. Na početku ovog veka pokazao je prolaz električki nabijenih čestica kroz materiju, da je prostor, što ga zauzima atom, najvećim delom prazan, jer je atomska masa uglavnom koncentrisana unutar atoma u centrima deset hiljada puta manjima od njih, a pozitivno električki nabijenima. Rutherford je te opažaje skupio u svoj „atomski model“ : atom se sastoji od pozitivno nabijenog jezgra, koje sadrži gotovo čitavu masu atoma, i od atomskog plašta, oblaka negativno nabijenih elementarnih čestica elektriciteta, elektrona, čiji je broj jednak broju pozitivnih naboja jezgra. Elektroni atomskog plašta, koje privlači jezgro, kruže oko njega kao planete oko Sunca. Niels Bohr je na Rutherfordov atomski model primenio teoriju kvanta: elektroni se mogu kretati oko jezgra samo u određenim stazama; pri prelazu elektrona s jedne staze ne drugu energija se oslobađa (isijanje) ili veže. Time su objašnjeni spektri elemenata. U daljem razvoju objašnjena je različitost svojstava elemenata, kao i periodne sličnosti među elementima (Periodni sistem). Elektroni atomskog plašta mogu se nalaziti samo u ograničenom broju energetskih stanja; prema Paulijevom principu jednoznačnosti, može se u određenom energetskom stanju u svakom atomu nalaziti samo jedan jedini elektron. Ako se poređaju elementi po veličini naboja jezgra: vodonik (1), helijum (2), litijum (3) itd do urana sa 92 naboja i transurana sa još više, u atomskom plaštu imaće vodonik 1 elektron, helijum 2 itd. Ta promena broja elektrona uslovljava promenu hemijskih svojstava od elementa do elementa. Kako se po Paulijevom principu može u svakoj elektronskoj stazi nalaziti samo ograničen broj elektrona, elektroni se moraju smestiti oko jezgra u „ljuskama“. Time se objašnjava periodičnost hemijskih svojstava. Među sobom su, naime, slični svi elementi, kojima su sve ljuske potpuno popunjene (plemeniti gasovi), pa i oni, koji, osim popunjenih ljusaka, imaju i jedan elektron u nepopunjenoj ljusci (alkalni metali) ili dva elektrona u nepopunjenoj ljusci (zemnoalkalni metali) itd. Radioaktivno raspadanje elemenata dokazuje, da ni jezgro nije nedeljivo. Ono se sastoji od pozitivno nabijenih čestica (protona) i neutralnih čestica (neutrona). Kako samo broj

Stran a 16

Hidraulika i Pneumatika

protona, određujući naboj jezgra, određuje elementu hemijska svojstva, može se jedan elemenat sastojati i od više vrsta atoma istog naboja jezgra, ali različite težine zbog različitog broja neutrona u jezgru (izotopi). Bombardovanjem elementwarnim česticama mogli su se umjetno napraviti izotopi poznatih elemenata, kojih u prirodi nema, kao i novi elementi. Pri umjetno izazvanom raspadanju teških atomskih jezgara razvija se golema „atomska energija“. Nakon otkrića, da elektromagnetni talasi imaju takođe svojstva čestica, i, obrnuto, čestice takođe svojstva talasa, zorni atomski modeli smatraju se samo grubom slikom stvarnosti, tačnije opisane nezornim matematičkim metodama (talasna mehanika). Oznaka za atomsku jedinicu mase je: u.

1 u ≈ 1,6605402 · 10-27 kg ≈ 931,49 MeV

Ili: 1 u = 1/NA gram = 1/1000 NA, (gde je NA Avogadrov broj) Relativna atomska masa jednog hemijskog elementa predstavlja prosečnu masu atoma izraženu u atomskoj mernoj jedinici. Ovo otprilike odgovara broju nukleona (protona i neutrona) u atomu, i treba uzeti u obzir za dati hemijski elemenat da ima više izotopa i zbog toga ovo ne mora da bude ceo broj. Avogadro Amadeo Italijanski fizičar (1776-1856). Radio je kao profesor u Torinu. On je jedan od prvih, koji su uočili molekularnu strukturu materije. 1811. godine je otkrio važan zakon: Jednaki volumeni kod jednakog pritiska i jednake temperature sadrže jednak broj molekula (Avogadrova hipoteza).

Stran a 17

Hidraulika i Pneumatika

Avogadrov broj (N=6,022·1023) kazuje broj molekula u jednom molu neke materije. Nazvan je i Loschmidtovim brojem, po matematičaru, koji je prvi odredio iznos tog broja. Izraz „mol“ označava toliko grama materije koliko iznosi njena molekularna težina. Npr. Molekularna atomska masa vode je 18,01508 u, tj. masa jednog mola vode iznosi 18,01508 grama, iliti jedan gram vode sadrži NA/18,01508 ≈ 3,3428 . 1022 molekula.

Авогадров закон је један од основних гасних али и хемијских закона. По њему се у једнаким запреминама различитих гасова под истим условима (иста температура и притисак) налази једнак број молекула. Дао га је италијански хемичар Амедео Авогадро 1811. године мада је тада био на нивоу хипотезе и крајње визионарски јер је коначни доказ исправности Авогадрове претпоставке дала (деценијама касније) кинетичка теорија гасова.

Stran a 18

Hidraulika i Pneumatika

Из закона произлази да је број молекула у одређеној запремини гаса независан од величине или масе молекула тог гаса. Изузетак су једино племенити гасови који се не могу налазити у молекулском облику већ се код њих ради о једнаком броју атома. У хемији, суштински је битно, а произилази из моларне запремине гаса и Авогадровог броја да је (при стандардним условима): 1 mol гаса = 22,4 dm³ гаса = 6,022×1023 молекула гаса Исправност Авогадровог закона има велике импликације и у физици (универзална гасна константа идеалног гаса је иста за све гасове).

Avogadro prvi je utvrdio teoriju o zapremini gasova 1811, ali je ona ostala zanemarena punih pola veka nakon toga. Avogadro je spojio dve nespojive hipoteze Jozefa Luisa Gej-Lisaka i Džona Daltona. Gej-Lisak je pretpostavio da se gasovi uvek medjusobno vezuju u odnosima celih brojeva (2:1 ili 2:3) a nikada u frakcijama, pri istim temperaturama i pritiscima. Daltonovo tumačenje nije prihvatao, tvrdeći da gasovi reaguju samo u atomskim odnosima jedan prema jedan. U to vreme pojam molekula nije još bio jasan, a kiseonik i vodonik egzistiraju u prirodi baš u molekulskim oblicima (H2 i O2). Avogadro je uočio da pojam molekula objašnjava Gej-Lisakovu tvrdnju, prema kojoj četiri atoma vodonika vezuju dva atoma kiseonika, dajući dva molekula vode (2 H2 + O2 = 2 H2O).Prema Avogadrovom zakonu pri istom pritisku i temperaturi jednake zapremine svih gasova imaju isti broj molekula. Tek 1860, kada je Stanislao Kanizaro (Stanislao Cannizzaro) otkrio Avogadrove neobjavljene rezultate rada saopštio ih je na skupu hemičara, kada je zakon i prihvaćen. Time su otklonjeni nesporazumi oko poimanja atoma i molekula i njihovih relativnih atomskih odnosno molekulskih težina. Avogadrov broj, kao konstanta koja pokazuje broj čestica kao molovasvake supstance iznosi 6.0221367(36) x 1023 usvojen je posle toga.

Stran a 19

Hidraulika i Pneumatika

Parna turbina je mehanička sprava koja izdvaja termalnu energiju iz pare pod pritiskom i pretvara je u koristan mehanički rad. Pripada grupi toplotnih motora, poput motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS) i parne mašine, koji pretvaraju toplotnu energiju u mehanički rad. Sa druge strane, parna turbina spada u grupu turbomašina zajedno sa pumpama, ventilatorima, hidrauličnim i gasnim turbinama i turbokompresorima. Uži deo ove grupe predstavlja grupa toplotnih turbomašina koju čine parne i gasne turbine i turbokompresori.

Jednostepena Kertis turbine,presek U turbomašinama se rad direktno dobija preko obrtnog kretanja radnih delova kada su u pitanju turbine, ili se pak ulaže putem obrtnog kretanja radi povećanja energije gasa ili tečnosti koja struji kroz mašinu (pumpe, ventilatori, kompresori). Potrebno je napomenuti da kompresori i pumpe nisu neophodno turbomašine. Postoje klipni kompresori, klipne, zapreminske i zupčaste pumpe. Npr. reč "kompresor" predstavlja namenu uređaja, dok reč "turbo" govori o načinu izvršavanja njegove funkcije.

Stran a 20

Hidraulika i Pneumatika

Parne turbine se koriste za pogon plovila, raznih mašina pri procesima u industriji - pumpi, kompresora, mlinova itd., ali najviše se koriste u energetici za pokretanje električnih generatora u elektranama. Visok stepen korisnosti postrojenja, velikih snaga, velik odnos snage prema masi mašine, sigurnost u pogonu, visok stepen automatizacije neki su od razloga da parna turbina i danas zauzima vodeće mesto u proizvodnji električne energije.

Rotor parne turbine

Termodinamičke osnove

Stran a 21

Hidraulika i Pneumatika

Dobijanje rada u toplotnim motorima se odvija pomoću radnog tela - fluida (gasa, pare odnosno tečnosti ili mešavine), čjim se promenama stanja u toku procesa od dovedene toplote finalno dobija mehanički rad. To znači, da bismo pokrenuli toplotni motor moramo mu dovoditi određenu količinu toplote iz toplotnog izvora, koju ćemo u radnom ciklusu prevesti u koristan rad. Međutim, da bi ovakva mašina davala rad permanentno, posle izvršenog rada moramo jednu količinu neiskorišćene toplote odvesti iz procesa da bi se radno telo vratilo u prvobitno stanje i proces počeo iznova. Ovo je direktno povezano sa drugim zakonom termodinamike i govori nam da, osim toplotnog izvora, moramo imati i toplotni ponor, kome ćemo predati jedan deo toplote koja nam predstavlja čist, ali i neizbežan gubitak. Uprošćeno gledano, svaki termodinamički ciklus toplotnog motora se sastoji iz sabijanja radnog tela, dovođenja toplote, širenja radnog tela (pri čemu se dobija rad) i odvođenja jednog dela toplote. Naravno, za sabijanje radnog tela na početku procesa potrebno je uložiti neki rad. Najjednostavnije je ako jedan deo dobijenog rada na kraju procesa uložimo u to sabijanje, što nam ostavlja višak, koristan neiskorišćen rad za pokretanje neke mašine koju mi želimo u pogonu. Elementi postrojenja U parnoj turbini proces započinje uvođenjem vode u pumpu, koja je sabija i diže njen pritisak na željenu vrednost. Zatim se dovodi toplota tako da voda

Stran a 22

Hidraulika i Pneumatika

u cevima postrojenja počinje da ključa, i najzad potpuno isparava, čime se dobija suvozasićena para. Ako se nakon toga para još zagreva, kaže se da turbina radi sa pregrejanom parom. Para se zatim uvodi u turbinu i tu predaje deo svoje energije rotoru turbine, pri čemu joj pada pritisak i širi se. Način na koji ona predaje energiju rotoru će biti objašnjen kasnije, ali za sad je dovoljno dati primer vezan za klipne motore: sa jedne strane cilindra imamo zatvoren, zagrejan gas pod visokim pritiskom (produkti sagorevanja), dok je sa druge strane klipa normalan, atmosferski pritisak. Gas pod visokim pritiskom gura klip pri čemu se povećava zapremina u kojoj je on zarobljen, i time se gas širi i hladi. Klip je povezan sa klipnjačom, ova opet sa kolenastim vratilom.. i tako sve do točkova, čije okretanje stavlja vozilo u pokret. Znači u ovom slučaju gas u cilindru, preko klipa motora daje koristan rad koji se suprotstavlja otporu kretanja vozila.

Tako para koja je obavila rad izlazi iz turbine raširena i ohlađena (i već delimično kondenzovana), i sada je potrebno dodatno je ohladiti kako bi se vratila u početno stanje i kružni proces mogao krenuti iznova. Dakle, potreban je ranije spomenuti toplotni ponor, da preuzme ovaj višak energije. U praksi to će najčešće biti okolina, pogotovo za velika postrojenja. Koristeći okolni vazduh ili vodu iz reke hladimo paru sa izlaska iz turbine dok se potpuno ne kondenzuje. Zatim voda može ponovo otići u pumpu. To znači da para na izlasku iz turbine mora biti nešto više temperature od okoline, da bi mogla biti hlađena telima uzetim iz okoline. Ovo direktno određuje veličinu odvedene, "neophodno bačene" toplote. Deo postrojenja gde se radno telo hladi i kondenzuje uz pomoć rashladne vode naziva se kondenzator. U kondenzatoru vlada pritisak dosta ispod atmosferskog, da bi se kondenzovanje pare moglo odvijati na temperaturama jedva nešto višim od temperature okolne (a ne na 100 stepeni celzijusa kao na atmosferskom pritisku).

Stran a 23

Hidraulika i Pneumatika

Turbine spadaju u protočne mašine koje kontinualno daju rad, za razliku od klipnih motora koji daju rad u "naletima". Radni fluid kod parnih turbina (PT) prima toplotu od spoljneg izvora za razliku od, recimo, dizel i benzinskih motora, gde se toplota dovodi iznutra - sagorevanjem goriva u samom radnom telu (vazduhu), tako da PT nije motor sa unutrašnjim sagorevanjem. Takođe parna turbina ima (najčešće) zatvoren ciklus, gde se radno telo iznova vraća u proces po njegovom završetku. Bitno je napomenuti da se pod parom ne misli na vodenu paru i ako je ona najviše u primeni zbog praktičnih razloga dostupnosti i cene. Parne turbine rade sa živinim parama, sa parama freona i drugih rashladnih tečnosti. Teoretski gledano, ciklus se može ostvariti sa parom bilo koje supstance ako bi on bio u granici temperatura izvora i ponora. Ipak, velike industrijske i energetske mašine su projektovane i građene isključivo za rad sa vodom i vodenom parom iz praktičnih razloga.

Turbopostrojenje i parni blok Radno telo se zagreva u parnom kotlu gde mu se predaje toplota dobijena sagorevanjem goriva, najčešće fosinlih. U tom slučaju, zagrejani produkti sagorevanja predstavljaju toplotni izvor. Takođe, može se koristiti otpadna toplota od neke druge mašine ili industrijskog procesa. Kod nuklearnih postrojenja voda, odnosno para, zagrevaju se toplotom dobijenom u nuklearnom reaktoru. Parna turbina sa kondenzatorom, pumpama, cevovodima i ostalom pratećom opremom se naziva turbopostrojenje. Turbopostrojenje zajedno sa parnim kotlom, odnosno sa kotlovskim postrojenjem naziva se parni blok. Istorijski razvoj Ono što bi se moglo nazvati prvom poznatom parnom turbinom napravio je Heron Aleksandrijski 120 godina pre nove ere. To je bio mali loptasti rezervoar zagrevan plamenom sa dva izbačena mlaznika koji su okretali napravu oko osovine. Drugu, koja je imala i praktičnu primenu, napravio je apotekar Đovani de Branka 1629. godine i pogonila je apotekarski mlin. Nastanak i razvoj termodinamike omogućavaju naučni razvoj savremenih toplotnih mašina. Pojava moderne parne turbine dešava se krajem XIX veka gde je više pronalazača i stručnjaka ostavilo trag. Engleski inženjer Ser Čarls Parsons patentira svoju reakcionu turbinu 1884. godine, u kojoj je para preradjivana u više koraka. Tokom 1880tih, švedski inženjer Gustav de Laval

Stran a 24

Hidraulika i Pneumatika

je razvio veći broj reakcionih turbina koje su radile sa 40000 obrtaja u minuti. Kasnije se okrenuo jednostupanjskim akcionim turbinama kod kojih se para ubrzavala do velikih brzina u konvergentno-divergentnim mlaznicima. Oko 1900. godine najveća instalisana snaga parne turbine bila je 1200 kW, dok je deset godina kasnije iznosila 30000 kW. Današnji konvencionalni blokovi velike snage rade na 600 MW, dok blokovi najveće snage dostižu i 1500MW. Princip rada Već je napomenuto da se para u turbini prerađuje u jednom ili više koraka i pri tome se u svakom koraku iskoristi jedan deo njene energije. Ovo se obavlja u stupnjevima turbine. Stupanj turbine čine nepokretna rešetka pretkola, pričvršćena za kućište i pokretna rešetka radnog kola, spojena sa vratilom. Pod rešetkom se podrazumeva veći broj identičnih aeroprofila postavljenih na istom međusobnom odstojanju. Kod turbomašina se misli na kružne rešetke, gde su lopatice (aeroprofilna tela) postavljene osnosimetrično. Lopatice radnog kola zajedno sa vratilom čine rotor koji se oslanja na ležišta. Para pod visokim pritiskom nailazi prvo na nepokretne lopatice pretkola. One skreću struju pare i usmeravaju je pod određenim uglom. Pri tome se kanali između lopatica sužavaju i time se vrši ubrzavanje struje pare. Tako para biva skrenuta i primetno ubrzana. Ukupna energija pare ostaje ista, ali se njena kinetička energija povećala na račun energije usled pritiska i temperature. Tako je para sada raširena, na nižem pritisku i temperaturi nego pre početka procesa. Ovako ubrzana para sada struji preko pokretnih lopatica radnog kola koje je samo skreću. Ova promena smera strujanja pare dovodi do stvaranja sile koja gura lopatice suprotno od pravca promene brzine pare, a pošto se one mogu slobodno okretati sa vratilom, to uzrokuje obrtanje rotora. Para sada izlazi sa istim pritiskom i temperaturom kao i pre radnog kola, ali sa smanjenom brzinom, što znači da je jedan deo energije predat rotoru kao mehanički rad. Zatim para odlazi u naredni stupanj gde se proces odvija iz početka, i tako sve do poslednjeg stupnja i ulaska u kondenzator. Prethodno opisan proces se odnosi na akcioni stupanj. Reakcioni stupanj je onaj kod kog se para u radnom kolu ne samo skreće, nego i dodatno ubrzava.

Stran a 25

Hidraulika i Pneumatika

Svaki od ove dve vrste stupnjeva ima svoje mane i prednosti. Akcioni stupnjevi mogu preraditi veću količinu energije pri dobrom stepenu korisnosti, ali se mora pribegavati specijalnim konstrukcijskim rešenjima da bi se smanjio neželjeni prolazak pare kroz zazore između pokretnih i nepokretnih delova, što ga čini i skupljim. Reakcioni stupanj je jednostavniji za izradu ali daje manju količinu rada, pa reakciona turbina mora imati veći broj stupnjeva. Svrha postojanja više stupnjeva je u sledećem: stupanj se može izraditi da ubrzava paru do enormnih brzina i da jedan stupanj prerađuje ogromnu količinu energije; međutim, gubici usled trenja pri ovako velikim brzinama bi bili jako veliki - toliki da bi stupanj radio sa izuzetno niskim stepenom korisnosti. Podele Po načinu strujanja turbine se dele na aksijalne i radijalne, prema smeru strujanja pare u odnosu na osu obrtanja rotora. Kod radijalnih turbina para struji upravno na osu obrtanja. Sve što je već rečeno se odnosi i na ovaj tip turbine osim što ovde centrifugalna sila igra ulogu i u pojednostavljenom procesu. Samo manje mašine se izvode kao radijalne, dok su velike, energetske, isključivo aksijalnog tipa. Prema broju stupnjeva, turbomašine se dele na jednostupne i višestupne. Turbine velikih snaga imaju oko 30 stupnjeva. Kod većih snaga, turbine se grade sa većim brojem oklopa, tako da kod velikih mašina imamo turbinu niskog pritiska, srednjeg pritiska i niskog pritiska sa sopstvenim kućištima i otvorima za zajedničko vratilo. Najveće turbine se grade sa dva vratila i zasebnim generatorima. Parne turbine, osim što mogu biti kondenzacione (o kakvim smo već govorili), gde para odlazi u kondenzator, mogu biti i protivpritisne. Kod protivpritisnih turbina para na izlasku iz turbine ima dosta višu temperaturu od okoline i koristi se za industrijske procese i grejanje sanitarne vode. Stepen korisnog dejstva Stepen korisnosti toplotnih motora predstavlja odnos dobijenog rada i uložene toplote po jednom ciklusu. Kod konvencionalnih postrojenja on se kreće u rasponu 0.3 -0.4. Povećanje stepena korisnosti nam pruža mogućnost većeg iskorišćenja polazne energije. Stepen korisnosti se može povećavati dovođenjem toplote pri višim temperaturama i pritiscima, što je uslovljeno razvojem novih konstrukcionih materijala. Isto tako, povišenje

Stran a 26

Hidraulika i Pneumatika

stepena korisnosti se postiže oduzimanjem jednog dela pare iz turbine za potrebe zagrevanja vode pred ulazak u kotao, u šta se ovde neće dublje ulaziti. Kod konvencijalnih blokova velike snage para na ulazu u turbinu je temperature oko 500 - 550 stepena celzijusa, sa pritiskom od oko 180 bara. Regulacija broja obrtaja Regulacija broja obrtaja je ključna kod turbina uopšte. Kod puštanja turbine u pogon, nagla promena broja obrtaja može biti fatalna i uzrokovati trajna oštećenja. Pri naglom smanjenju opterećenja bez učešća regulacije dolazi do naglog povećavanja broja obrtaja, sve do razaranja rotora. Turbine korišćene u energetici su direktno povezane sa generatorima električne energije, što znači da moraju imati tačan broj obrtaja od 50Hz (3000 obrt/min) i moraju biti sinhronizovane sa električnom mrežom. Ovo se odnosi na turbine sa dvopolnim generatorima. Turbine najvećih snaga imaju četvoropolne generatore i moraju se obrtati sa učestalosti od 25Hz. Kombinovana proizvodnja električne i toplotne energije Parne turbine se u energetici često koriste i za proizvodnju toplote, na primer za daljinsko grejanje. Ovo se radi zbog toga što ovakvo postrojenje ima veći ukupan stepen korisnosti proizvodnje toplote i el. energije nego kod slučaja odvojene proizvodnje. Već smo spomenuli protivpritisne turbine kod kojih se sva para uzima iz turbine pri višim temperaturama i koristi se za grejanje i industrijske procese. Često i kondenzaciona postrojenja imaju oduzimanje jednog dela pare za potrebe grejanja pre izlaska iz turbine.

Perspektiva Iako parna turbina predstavlja relativno zastareo koncept mehaničke naprave i pri ne tako futurističkim razmatranjima, ona neće biti skoro potisnuta iz energetike. Mnogi napredniji principi dobijanja el. energije imaju ipak niži stepen korisnosti i dosta veću cenu. Čak i kada bude potisnuta u drugi plan, parna turbina će se primenjivati za iskorišćenje otpadne toplote budućih postrojenja. Ovo se odnosi prevashodno na gorive ćelije koje se smatraju izvorom energije budućnosti. Za sada, korišćenjem boljih procesa i razvojem novih tipova nuklearnih reaktora parne turbine ostaju na vodećoj poziciji. Takođe je sve češća njihova upotreba u okviru kombinovanog postrojenja parne i gasne turbine, gde se izduvni gasovi iz gasne turbine,

Stran a 27

Hidraulika i Pneumatika

koji su visoke temperature, koriste za zagrevanje radnog tela u parnom postrojenju. Ovakvo postrojenje ima stepen korisnosti oko 0.6 i predstavlja toplotni motor sa najvećim stepenom korisnosti.

Stran a 28

Hidraulika i Pneumatika

Turbina (od lat. turbo vrtlog, vihor), rotacioni stroj koji pretvara kinetičku energiju medija u mehanički rad. Pretvorba se vrši u lopaticama rotora, koji skreće struju medija preuzimajući pri tome na sebe deo energije, počinje rotirati, te je u stanju pogoniti neki drugi stroj (pretežno električni generator). Turbine se upotrebljavaju u slučajevima kad stoje na raspolaganju velike količine potencijalne energije, kao i tamo gde su potrebni strojevi velikih jedininčnih snaga. Prednost im je pred stapnim strojevima što su za istu snagu znatno manje i lakše, imaju savršeno uravnoteženje okretnih masa, konstantan zakretni momenat, laganiju izvedbu temelja, itd. Vitalan i najkarakterističniji deo turbine jeste rotor sa lopaticama koje se prema vrsti medija i njegovom stanju razlikuje po obliku i broju. Kod turbina kod kojih su lopatice raspoređene u više redova, a ekspanzija medija u više stepeni (višestepene turbine, parne i plinske), potrebno je posle svakog rada lopaticama pustiti medij da dalje ekspandira i ponovo usmeriti struju medija tako da pod najpovoljnijim uglom ulazi u naredni red rotorskih lopatica. To se postiže statorskim redovima lopatica. Masivno kućište zatvara rotor, nosi ga u njegovim ležajevima kao i sve ostale delove turbine: statorske lopatice, organe za regulaciju i upravljanje, priključke za dovod i odvod medija, itd. Prema vrsti medija turbine se dele u četiri glavne grupe, i to: parne, plinske, vodene i zračne.

Vodene turbine su najvažniji strojevi za iskorištavanje potencijalne i kinetičke energije vode. Pretvorba energije vrši se na lopaticama rotora s vrlo dobrim stepenom delovanja (iznad 90%). Gotovo isključivo se upotrebljavaju u hidroelektranama za pogon električnog generatora, koji su redovno direktno vezani u produženju osovine turbine.

Vodene turbine slobodnog mlaza (Peltonova turbina) pretvaraju pritisak vode pre ulaza u rotor u kinetičku energiju, te se pritisak vode za vreme prolaza

Stran a 29

Hidraulika i Pneumatika

kroz turbinu više ne menja. Voda se dovodi jednoj ili više okruglih sapnica tangencijalno na rotor koji po obodu ima lopatice školjkastog oblika. Ovakve turbine se upotrebljavaju u slučajevima kad je na raspolaganju relativno malo vode, ali sa vrlo velikim padom (od 400-1500 m).

Peltonova turbina

Protocne vodene turbine karakteristične su po promeni pritiska vode za vreme njenog protoka kroz statorski i rotorski deo turbine. Zavisno od datih uslova (količina i visina pada vode) izvode se kao:

Stran a 30

Hidraulika i Pneumatika

Fransisove vodene turbine, kod kojih voda iz spiralnog kućišta prolazi kroz statorske lopatice i ulazi u rotor aksijalno (sporohodne) ili poluaksijalno (brzohodne vodene turbine), a izlazi aksijalno. Statorske lopatice su međusobno povezane i okretne oko svoje ose, tako da se pomoću njih može regulisati količina protoka vode kroz turbinu, a time i opterećenje. Upotrebljeveju se kod padova vode od 80 do 400 m i snaga do 120000 KS. Kod manjih jedinica česta je izvedba sa horizontalnom osovinom.

Fransisova vodena turbina

Propelerne vodene turbine imaju dovod i regulaciju protoka vode kao i Fransisove vodene turbine. Razlika je u rotoru koji ima formu propelera.

Stran a 31

Hidraulika i Pneumatika

Upotrebljavaju se u slučajevima kad na raspolaganju stoje velike količine vode malog pada (do 60 m).

Propelerna vodena turbina

Kaplanove vodene turbine su propelerne turbine koje imaju zakretne lopatice rotora. To omogućuje još jednu regulaciju protoka i time bolji stepen iskoristivosti kod opterećenja nižih od nominalnog.

Stran a 32

Hidraulika i Pneumatika

Kaplanova vodena turbina

Stran a 33