Test: Fluid Machinery - 2

विशिष्ट गति: ऐसे समान टर्बाइन जो कि 1 मीटर के शीर्ष में कार्यरत है और 1 किलोवाट शक्ति उत्पन्न करता है, उनकी गति के रूप में इसे परिभाषित किया जाता है। विशिष्ट गति विभिन्न टर्बाइन के प्रदर्शन की तुलना करने में उपयोगी होती है। विशिष्ट गति विभिन्न प्रकार की टर्बाइन के लिए भिन्न होती है और मॉडल और वास्तविक टर्बाइन के लिए समान होती है। 

1. पेल्टन  व्हील टर्बाइन (एकल जेट) की विशिष्ट गति सीमा 10-35 की है

2. पेल्टन  व्हील टर्बाइन (बहुविध जेट) की विशिष्ट गति सीमा 35-60 की है

3. फ्रांसिस टरबाइन की विशिष्ट गति सीमा 60-300 की है।

4. कपलान टरबाइन की विशिष्ट गति 300 से अधिक है।

विशिष्ट गति:  इसे 1 किलोवाट के बिजली उत्पादन के लिए 1 मीटर के हेड के तहत काम करने वाली एक समान टरबाइन की गति के रूप में परिभाषित किया जाता है। यह विशिष्ट गति विभिन्न प्रकार के टरबाइन के प्रदर्शन की तुलना करने के लिए उपयोगी होती है। विशिष्ट गति विभिन्न प्रकार के टर्बाइनों के लिए अलग होती है और मॉडल और वास्तविक टरबाइन के लिए समान होती है।

विभिन्न टरबाइन की विशिष्ट गति की सीमा निम्नलिखित है

• पेलटन चक्र टर्बाइन (सिंगल जेट) की विशिष्ट गति 10-35 की सीमा में होती है
• पेलटन चक्र टरबाइन (एकाधिक जेट) की विशिष्ट गति 35-60 की सीमा में होती है
• फ्रांसिस टरबाइन की विशिष्ट गति 60-300 की सीमा में होती है
• कापलान/प्रोपेलर टरबाइन की विशिष्ट गति 300 से अधिक है

तो कापलान टर्बाइन की विशिष्ट गति उच्चतम होती है।

गुहिकायन एक ऐसे क्षेत्र में प्रवाहित होने वाले तरल के गैस के बुलबुले का गठन होता है जहां तरल का दबाव इसके वाष्प दबाव से कम अर्थात् कम दबाव होता है।

धनात्मक कार्यात्मक रोटरी पम्प का एक अन्य रूप एकल-पेंच निष्कासन पम्प है जिसे कि मोनो पम्प के रूप में चिह्नित किया गया है। इसमें एक विशिष्ट आकार का सर्पिलाकार रोटर होता है जो कि प्रत्यास्थ रबड़ और दुगुने प्लास्टिक सर्पिलाकार के साथ उत्केन्द्रीय रूप से घूमता है और इस प्रकार यह लगातार एक रिक्तिका बनता है जो कि पंप के निकासी की प्रक्रिया करती है। इस प्रकार के पम्प अवशिष्ट और पेस्ट के लिए उपयुक्त हैं, चाहे वे न्यूटोनियन हों या गैर-न्युटोनियन।

टरबाइन के लिए पानी उठाने के लिए, एक टरबाइन पाइप के समरूप एक पंप का उपयोग किया जाता है लेकिन यह पानी को उठाने में मदद के लिए अप्रत्यक्ष रूप से पानी को वापस नीचे ले जाता है।

हालांकि, अपकेंद्री पंपों का उपयोग तरल पदार्थ के घूर्णनशील गतिज ऊर्जा को हाइड्रोडायनेमिक ऊर्जा में रूपांतरण द्वारा तरल पदार्थ के परिवहन के लिए किया जाता है। टर्बाइन फ़ंक्शन में पारस्परिक पंप का उपयोग नहीं किया जाता है।

अपकेंद्री पंप एक हाइड्रोलिक यंत्र है जो तरल पदार्थ पर कार्यरत अपकेंद्री बल की क्रिया द्वारा यांत्रिक ऊर्जा को हाइड्रोलिक ऊर्जा (दबाव ऊर्जा) में परिवर्तित करता है।

एक अपकेंद्री पंप के इम्पेलर का घूर्णन इसमें मौजूद तरल को केंद्र से होते हुए परिधि के माध्यम से बाहर ले जाने का कारण बनता है। घूर्णन करता हुआ तरल अपकेंद्री प्रभाव द्वारा इम्पेलर की परिधि के आसपास प्रेरित किया जाता है। आवरण से वितरण पाइप तक जाने में विस्थापित तरल प्रणाली के निर्वहन पक्ष में प्रवाह का कारण बनता है।

आवेग टरबाइन: टरबाइन के प्रवेशिका पर उपलब्ध ऊर्जा केवल गतिशील ऊर्जा होती है।

उदाहरण: पेलटन टरबाइन

प्रतिक्रिया टरबाइन: टरबाइन के प्रवेशिका पर, पानी में गतिशील ऊर्जा के साथ-साथ दबाव ऊर्जा होती है।

उदाहरण: फ्रांसिस टरबाइन, कपलान टरबाइन

एक स्क्रू पंप धनात्मक विस्थापन पंप का एक प्रकार है जो दो या दो से अधिक स्क्रू का उपयोग करता है जो तरल पदार्थ को दबावयुक्त करने के लिए एक दूसरे से जुड़ा होता है और उन्हें प्रणाली में ले जाता है। स्क्रू द्रव को अंदर ले जाते हैं और उसके दबाव को बढ़ाने के दौरान इसे दूसरी ओर से धक्का देते हैं। अपतटीय और समुद्री प्रतिष्ठानों में, एक तीन-स्पिंडल पेंच पंप अक्सर उच्च दबाव वाले श्यान तरल पदार्थ को पंप करने के लिए प्रयोग किया जाता है।

अक्षीय प्रवाह पंपों में खराब चूषण क्षमता होती है, इसलिए अधिक प्रारंभिक शक्ति की आवश्यकता होती है। प्रारंभिक शक्ति को कम करने के लिए वे एक खुले वाल्व के खिलाफ शुरू जाते हैं।

यदि एक अपकेंद्री पंप का निर्वहन त्वरित्र होता है तो इसकी चूषण उन्नति बढ़ जाती है। त्वरित्र प्रक्रिया के कारण, अपकेंद्री पंप की प्रवाह दर कम हो जाएगी। जैसा कि यह माना जाता है कि पंप के अंदर तरल स्तर समान होता है इसलिए हाइड्रोस्टैटिक दबाव भी समान रहता है। प्रवाह दर में कमी के कारण बर्नौली के समीकरण को लागू करके वेग हेड हानि के साथ-साथ घर्षण हानि घट जाती है, पंप स्थैतिक चूषण दबाव बढ़ जाएगा।

पेलटन चक्र एक प्रकार का आवेग टरबाइन होता है। पूरे टरबाइन में आवेग टरबाइन दबाव की स्थिति में स्थिर और वायुमंडलीय दबाव के बराबर होता है, इसलिए टरबाइन के लिए उपलब्ध ऊर्जा केवल तरल पदार्थ की गतिज ऊर्जा होती है। दबाव ऊर्जा में कोई बदलाव नहीं होता है, चूँकि यह प्रतिक्रिया टरबाइन में घटित होता है।

हाइड्रोलिक रैम का उपयोग छोटी ऊंचाइयों पर उपलब्ध पानी की बड़ी मात्रा से बड़ी ऊंचाई से पानी की कम मात्रा को उठाने के लिए किया जाता है।

= 188.49 मीटर/सेकेंड

ब्लेड की गति का अनुपात = 0.42

प्रवेशिका वेग = 188.49/0.42 = 448.78 मीटर/सेकेंड होगा

तरल पदार्थ या हाइड्रोलिक युग्मन एक उपकरण होता है जो तरल पदार्थ की सहायता से संचालक शाफ़्ट से, विभिन्न गति से चलने वाले संचालित शाफ्ट तक बिजली संचारित करने के लिए उपयोग किया जाता है। शाफ्ट के बीच कोई यांत्रिक संपर्क नहीं होता है।

ड्राफ्ट ट्यूब एक वाहक होता है जो रनर निकास को टेल रेस से जोड़ता है जहां अंततः टरबाइन से पानी का निर्वहन होता है। ड्राफ्ट ट्यूब का प्राथमिक कार्य प्रभावी हेड और दक्षता में वृद्धि करके गतिज हेड को दबाव हेड में परिवर्तित करना है।

पेलटन चक्र की हाइड्रोलिक दक्षता  

यहाँ, k = घर्षण गुणांक

u = ब्लेड गति/बकेट गति

v = जेट गति

α = ब्लेड कोण

अधिकतम दक्षता के लिए बकेट की गति जेट की गति की आधी होनी चाहिए, अर्थात्

u = v/2

इसलिए, संबंधित अधिकतम दक्षता 

अौर, यदि बकेट घर्षणहीन है, k = 1