Csavaros turbina
![]() | Ezt a szócikket tartalmilag és formailag is át kellene dolgozni, hogy megfelelő minőségű legyen. További részleteket a cikk vitalapján találhatsz. Ha nincs indoklás a vitalapon, bátran távolítsd el a sablont! |
![]() | Ezt a szócikket át kellene olvasni, ellenőrizni a szöveg helyesírását és nyelvhelyességét, a tulajdonnevek átírását. Esetleges további megjegyzések a vitalapon. |
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/9c/Archimedes-screw_one-screw-threads_with-ball_3D-view_animated_smal_back.gif/220px-Archimedes-screw_one-screw-threads_with-ball_3D-view_animated_smal_back.gif)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Helical_screw_single_double_triple_quadruple_start.png/220px-Helical_screw_single_double_triple_quadruple_start.png)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/42/Monmouth_New_Hydro_Scheme_-_geograph.org.uk_-_1538784.jpg/220px-Monmouth_New_Hydro_Scheme_-_geograph.org.uk_-_1538784.jpg)
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1b/Archimedes_screw_design_parameters.png/220px-Archimedes_screw_design_parameters.png)
A csigaturbina (más néven Archimedian turbina, Archimedes csavargenerátor vagy ASG, vagy Archimedes csavarturbina vagy AST ) olyan vízturbina, amely a víz potenciális energiáját a felhajtóerő hasznos munkává alakítja. Ezt a vízenergia-átalakítót a víz súlya hajtja, hasonlóan a vízikerekekhez, és kvázi statikus nyomású gépnek tekinthető. Az Archimedes csavargenerátorok széles áramlási tartományban (0,01 m3/s-tól 14,5 m3/s-ig ) és magasságban (0,1 m és 10 m között)működnek, beleértve az alacsony emelőmagasságot és a mérsékelt áramlási sebességet, amelyek nem ideálisak a hagyományos turbinákhoz, és amelyek nagy teljesítményű technológiák által nem kihasználhatóak és gazdaságosak. Az Archimedes csavargenerátorok hossza 1 és 30 m között van.
Arkhimédész csavarja felhasználható áram előállítására, ha azokat áramló folyadék hajtja, nem pedig emelő folyadék. A csavaron magasról alacsonyra haladó víz nyomatékot generál a spirális sík felületeken, ami a csavar forgását okozza. Az Archimedes csavargenerátor egy archimédeszi csavar alakú rotorból áll, amely egy félkör alakú vályúban forog. A víz beáramlik a csavarba, és súlya lenyomja a turbina lapátjait, ami viszont a turbinát elfordulásra kényszeríti. A víz a csavar végéről szabadon folyik a vízfolyásba. A csavar felső vége egy sebességváltón keresztül egy generátorhoz csatlakozik. Az Archimedes csavar elméletileg egy megfordítható hidraulikus gép, és vannak példák egyedi telepítésekre, ahol a csavarok felváltva használhatók szivattyúként és generátorként.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3e/Turbina_Archimedesa_MEW_Goryn.jpg/220px-Turbina_Archimedesa_MEW_Goryn.jpg)
Az arkhimédeszi csiga egy ősi találmány, amelyet a szirakuszai Arkhimédésznek (i. e. 287–212) tulajdonítottak, és általában arra használták, hogy vizet emeljenek ki a vízfolyásból öntözési célokra. 1819-ben a francia mérnök, Claude Louis Marie Henri Navier (1785–1836) javasolta az archimédeszi csavar használatát vízikerékként. 1916-ban William Moerscher amerikai szabadalmat kért a hidrodinamikus csigaturbinára.
![](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e8/Cragside_Archimedes%27_screw_from_top.jpg/220px-Cragside_Archimedes%27_screw_from_top.jpg)
Az archimédeszi csigaturbinát viszonylag alacsony esésű (0,1-től 10 m) kis áramlású (0,01 m3/s- kb. 10 m3/s/turbina) folyókon alkalmazzák. A turbina lapátjainak felépítése és lassú mozgása miatt a turbina a vízi élővilág számára barátságosnak tekinthető. Gyakran "halbarát" címkével látják el. Az archimédeszi turbina olyan helyeken használható, ahol a környezet megőrzésére és a vadon élő állatokra fokozottan kell figyelni.
Az Archimedes Screw Turbine (AST) vízerőmű három fő alkotóelemből álló rendszernek tekinthető: egy tározóból, egy gátból és az AST-ből (amely vezérlőkapuval és hordalékfogóval kapcsolódik a rendszerhez). A legtöbb valódi AST helyen a bejövő áramlást meg kell osztani az AST és egy párhuzamos gát között. Általában a helyi környezet védelme érdekében a gáton kivüli egyéb minimális elfolyás kötelező. A rendszer további elemeinek tekinthetők más kivezetések, mint például egy hallépcső. Az Archimedes csavarturbinák és csavaros vízerőművek tervezésének alapelveiről szóló átfogó útmutató elérhető az "Archimedes csavarturbinák: Fenntartható fejlesztési megoldás a zöld és megújuló energiatermeléshez – a lehetőségek és a tervezési eljárások áttekintése" című kiadványban.
Az Archimedes csigaturbinák és vízerőművek tervezéséhez elengedhetetlen a csigaturbinán áthaladó víz mennyiségének becslése, mivel az Archimedes csigaturbina által termelt energia mennyisége arányos a rajta áthaladó víz térfogatáramával. Az Archimedes-csiga turbinába belépő víz mennyiségétől, a belépő víz mélységétől, és a csavar forgási sebességétől függ. Az Archimedes csigaturbinán áthaladó teljes áramlási sebesség becsléséhez különböző forgási sebességek (ω) és belépő vízszintek esetén a következő egyenlet használható:
Ahol , és a csavar tulajdonságaival kapcsolatos állandók. Az előzetes vizsgálatok arra utalnak , , és észszerű előrejelzéseket adni a kis és a teljes méretű AST méretek széles skálájához.
Meghatározásával Az Archimedes csavarok egyéb tervezési paraméterei könnyen kiszámíthatók egy egyszerű, lépésről lépésre végzett analitikai módszerrel. A vizsgálatok azt mutatják, hogy az Archimedes-csavarokon áthaladó áramlás térfogata a bemeneti mélység, a csavar átmérője és forgási sebességének függvénye. Ezért a kívánt térfogatáram ban ben és forgási sebesség ban ben a következő analitikai egyenlet használható az Archimedes csavarok teljes átmérőjének meghatározására ban ben :
Az Archimedes csavartervezői által használt általános szabványok alapján ez az analitikai egyenlet a következőképpen egyszerűsíthető:
η értéke egyszerűen meghatározható a grafikon ill grafikon. Meghatározásával Az Archimedes csavarok egyéb tervezési paraméterei könnyen kiszámíthatók egy egyszerű, lépésről lépésre végzett analitikai módszerrel.
Magyarország
Szentgotthárdi Vizierőmű.[1]
- Egyesült Királyság
- Woolston, Cheshire gát a Mersey folyón 486 kW, építés alatt
- Devon, Totnes 320 kW, Üzembe helyezés: 2015. december
- Romney, Berkshire, 270 kW, A Windsor Castle megújuló energiaforrásának biztosítására telepítve, üzembe helyezve 2013 júliusában
- Bealey-gát, Radcliffe, 100 kW, 2012 májusában üzembe helyezve
- Mapledurham, Temze, az Egyesült Királyság legnagyobb Archimédészi egycsavaros áramlási kapacitása (8 m3/s) 99 kW.
- Buckfast, River Dart, csavaros turbina és halátjáró, 84 kW
- Az Egyesült Királyság első közösségi tulajdonában lévő vízi rendszer és halátjáró, 63 kW New Millsben.
- Az Egyesült Királyság első hálózatra csatlakoztatott csavarturbinája, 50 kW a River Dart Country Parkban.
- Bainbridge, közösségi tulajdonú csavarturbina, 37 kW
- Tipton, River Otter, 30 kW
- Rochdale, csavaros turbina és halátjáró, 20 kW
- Cragside, a vízienergia szülőhelye, 12 kW
- Egyesült Államok
- Hannover-tó a Quinnipiac folyón Meridenben, Connecticutban, 105 kW (vagy 920 000 kWh/év), hálózatra kapcsolva, üzembe helyezve 2017. április; az első csavarturbina telepítés az Egyesült Államokban.
- Kanada
- Az első Archimedes csavarturbinát 2013-ban telepítették Kanadában az ontariói Waterford közelében.
Jegyzetek
- ↑ Üzembe helyezték Magyarország első, Arkhimédészi csigákkal működő vízerőművét (magyar nyelven). ecolounge.hu. (Hozzáférés: 2023. június 6.)
Fordítás
Ez a szócikk részben vagy egészben a Screw turbine című angol Wikipédia-szócikk ezen változatának fordításán alapul. Az eredeti cikk szerkesztőit annak laptörténete sorolja fel. Ez a jelzés csupán a megfogalmazás eredetét és a szerzői jogokat jelzi, nem szolgál a cikkben szereplő információk forrásmegjelöléseként.