수차/터빈(turbine)

1 수차개요
 1) 정의 및 특징
   - 유체의 흐름으로부터 에너지를 전환하는 회전 기관이다.
     * 유체내부에너지(운동에너지) → 기계적에너지(회전)로 전환.
   - 터빈은 날개가 부착된 움직이는 부분을 가지고 있는데 날개 위에 유체를 움직임으로써 에너지를 축차에 전달시킨다.
     * 초기의 터빈은 풍차, 물레바퀴가 해당된다.
     * 소용돌이라는 뜻의 라틴어 turbo을 따서 터빈이라는 이름을 지어졌다.
   - 가스 터빈, 증기 터빈, 수력 터빈은 날개 주변에 덮개를 가지고 있으며, 이것이 유동체를 제어한다.
 2) 수차의 분류

 

 3) 수차 출력
   - Lth = γ Q H
   - η(전효율) = ηm(기계효율) X ηh(수력효율)

2 수차의 종류
 1) 팰톤수차
   ① 특징
     - 충격수차
     - 200m 이사으이 고낙차용으로 사용된다.
     - 버킷수는 보통 16~30개로 구성된다.
     - 다른수차에 비해 부분부하에 대한 효율이 좋다.
     - 캐비테이션이나 소음 진동발생이 적다.
   ② 개념도

 2) 프란시스수차
   ① 특징
     - 적용낙차 및 용량의 범위가 넓다.(20~500m). 발전용으로 가장 많이 사용되고 있다.
       a 노출형 : 15m 소형 저낙차 수차. 효율이 나쁘다.
       b 드럼형 : 30m 이하로 대수량의 수차이며 효율이 나쁘다.
       c 스파이럴형 : 50~500m 대형수차로 널리사용된다.
     - 볼류트 펌프와 유사한 구성을 가진다.
   ② 개념도

 3) 프로팰러수차/카플란수차
   ① 특징
     - 저낙차, 대유량에 사용된다.(낙차범위 5~90m)
     - 날개수는 4~10m 수준
     - 카플란수차는 날개의 각도(피치)를 조정할 수 있어 가동익 수차이다.
     - 프로팰러수차는 고정익 수차이다.
   ② 개념도