6.กังหันน้ำ

รูปกังหันน้ำโดยรวม

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

      กังหันน้ำ (Hydraulic turbines) คือ เครื่องมือสร้างการหมุนให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันน้ำทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานจากการไหลของน้ำไปเป็นการหมุนของเพลา

      เป็นอุปกรณ์ที่มีใบพัดถูกติดตั้งที่เพลาหมุน หรือแผ่นจานหมุน (โรเตอร์) มีท่อทางน้ำไหลผ่านใบกังหัน แรงของน้ำไปกระทบกับกังหัน ความเร็วรอบของการหมุนขึ้นอยู่กับความดันของน้ำที่ไหลมากระทบใบกังหัน ผลที่ได้จะเกิดแรงบิด (Torque) จนทำให้เพลาเกิดการหมุน กังหันน้ำมีหลายรูปแบบ การนำแต่ละรูปแบบไปใช้งาน จะขึ้นอยู่กับความต้องการใช้งานอย่างเหมาะสม

วิดีโอแอนิเมทชันกังหันน้ำทั้งสามประเภท

การแบ่งประเภทของกังหันน้ำ: ตามแนวการไหล

      น้ำสามารถไหลผ่านกังหันน้ำในเส้นทางการไหลที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับเส้นการไหลของน้ำผ่านกังหันซึ่งสามารถจำแนกได้เป็นสามประเภทดังนี้

1.  กังหันน้ำไหลตามแนวแกน (Axial flow hydraulic turbines) กังหันน้ำประเภทนี้ มีการไหลของน้ำขนานไปกับแกนเพลาหมุนของกังหัน ได้แก่กังหันน้ำคัปลาน (Kaplan turbine) มีการไหลผ่านแกนเพลาโดยตรง

รูปกังหันน้ำแบบคัปลาน

รูปตัวกังหันคัปลาน

รูปการทำงานกังหันน้ำคัปลาน

รูปกังหันน้ำแบบคัปลาน 2

วิดีโอจำลองการทำงานกังหันน้ำคัปลาน

2.  กังหันน้ำไหลตามแนวรัศมี (Radial flow hydraulic turbines) กังหันน้ำดังกล่าวมีการไหลของน้ำตั้งฉากในแนวระนาบกับเพลาหมุน ได้แก่กังหันน้ำเพลตัน (Pelton turbine)

รูปกังหันน้ำแบบเพลตัน

รูปกังหันน้ำแบบเพลตัน 2

รูปล้อเพลตัน

รูปแผนผังกังหันเพลตัน

วิดีโอกังหันน้ำเพลตัน

วิดีโอจำลองการทำงานของกังหันน้ำเพลตัน

3.  กังหันน้ำไหลแบบผสม (Mixed flow hydraulic turbines) เป็นกังหันน้ำที่มีการผสมผสานการทำงานกันของกังหันสองแบบข้างต้นทำให้มีประสิทธิภาพดีที่สุด จึงมีการใช้งานกังหันประเภทนี้มาก กังหันประเภทนี้ได้แก่ กังหันฟรานซิส (Francis turbine) น้ำจะเข้าสู่กังหันโดยไหลตามแนวแกน และออกจากกังหันตามแนวรัศมี

รูปกังหันน้ำแบบฟรานซิส

รูปกังหันน้ำฟรานซิส

วิดีโอกังหันน้ำฟรานซิส

วิดีโอการทำงานของกังหันน้ำฟราสซิส

การแบ่งประเภทของกังหันน้ำ: ตามความดันที่เปลี่ยนแปลง

      ยังมีการแบ่งประเภทของกังหันน้ำอีกรูปแบบหนึ่งก็คือ แบ่งตามการเปลี่ยนแปลงตามความดันของของเหลว หรือความดันที่เกิดขึ้นขณะที่น้ำไหลผ่านตัวโรเตอร์กังหันน้ำ ความดันที่เปลี่ยนแปลงนี้ สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท คือ

1.  กังหันแบบแรงกระแทก (Impulse turbine) ความดันของน้ำจะไม่เปลี่ยนแปลงขณะที่ไหลผ่านโรเตอร์ของกังหัน ความดันที่เปลี่ยนแปลงในกังหันแบบกระแทกจะเกิดขึ้นที่หัวฉีดน้ำ (Water nozzle) เท่านั้น กังหันแบบนี้ได้แก่ กังหันแบบเพลตัน

2.  กังหันแบบแรงปฏิกิริยา (Reaction turbine) ความดันของของเหลวเปลี่ยนแปลงขณะที่มันไหลผ่านโรเตอร์ของกังหัน การเปลี่ยนแปลงของความดันจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อ น้ำมันไหลไปกระทบกับใบกังหันเกิดแรงปฏิกิริยาผลักดันกันของน้ำ และใบกังหัน นี้คือที่มาของแรงปฏิกิริยาตามชื่อกังหันประเภทนี้ ได้แก่กังหันน้ำฟานซิส และกังหันน้ำคัปลาน

 วิดีโอเปรียบเทียบกังหันน้ำทั้ง 3 ประเภท

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“เราไม่สามารถปรับทิศทางลมได้ 
แต่เราสามารถปรับใบเรือได้”