Dzisiaj jest: 23.2.2019, imieniny: Damiana, Romana, Romany

Turbina wodna Archimedesa - budowa i zasada działania

Dodano: 2 lata temu Czytane: 4782 Autor:
Redakcja poleca!

Śruba Archimedesa, zwana także turbiną Archimedesa lub ślimakową to proste urządzenie mechaniczne, które służyło do nawadniania pól już od czasów starożytnych.

Turbina wodna Archimedesa - budowa i zasada działania
HISTORIA
Jej wynalezienie przypisuje się Archimedesowi z Syrakuz, filozofowi, inżynierowi i matematykowi ze starożytnej Grecji, który żył w III wieku p. n.e., natomiast prototyp tego urządzenia prawdopodobnie znany był już w starożytnym Babilonie. Współczesna historia tej maszyny rozpoczęła się w XIX wieku, gdy francuski Inżynier zaproponował jej zastosowanie jako koła wodnego. Około 100 lat później zaczęto używać śruby jako turbiny. Obecnie stosuje się ją w niewielkich elektrowniach wodnych na ciekach rzecznych.
 
BUDOWA I ZASADA DZIAŁANIA
Turbina Archimedesa zbudowana jest ze stalowej rury (otwartej lub zamkniętej) w której wnętrzu znajduje się wirnik w kształcie śruby. Urządzenie umieszcza się pod kątem, tak że dolny koniec rury znajduje się niższym zbiorniku, a górny koniec w wyższym zbiorniku wodnym. W wyniku działania grawitacji, woda z górnego poziomu przepływa przez wirnik, powodując jego obrót. Liczba obrotów na minutę takiej konstrukcji jest stosunkowo niska i aby napędzać generator, na ogół niezbędna jest przekładnia zwiększająca obroty. Schemat, ukazujący zasadę działania znajduje się na rysunku poniżej.
 
Turbina Archimedesa - budowa i zasada działania
Rys.1 Turbina Archimedesa - budowa i zasada działania (źródło: By Pesymista (Own work) [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], via Wikimedia Commons)

ZALETY I WADY
Może zaskakiwać fakt, że tak stary wynalazek wciąż stosuje się we współcześnie. Niemniej jednak, zastosowanie śruby Archimedesa w elektrowniach wodnych niesie ze sobą szereg zalet. Dzięki łagodnemu ruchowi turbiny, śruba okazuje się bardzo bezpieczna dla środowiska. Drobne żyjątka wodne, a nawet ryby, mogą zostać przetransportowane nie doznając przy tym żadnych uszkodzeń. Dodatkowo, urządzenie to jest bardzo odporne na zapychanie się, spowodowane zanieczyszczeniami. Turbiny Archimedesa można więc używać zarówno w rzekach o dużej wartości biologicznej i szczycących się bogatymi ekosystemami, jak również w wodach błotnistych i zanieczyszczonych.
 
Turbiny Archimedesa charakteryzują się bezawaryjnością, stosunkowo łatwym utrzymaniem, oraz niedrogą obsługą. Są one niezwykle wydajne przy słabych przepływach. Niemniej jednak, nie nadają się do miejsc, gdzie występują duże różnice poziomów wody lub przepływ wody jest bardzo duży (wtedy ten typ turbiny musiałby mieć gigantyczne rozmiary). Mimo, że ich zastosowanie oddziałuje na środowisko naturalne w niewielkim stopniu, powoduje jednak pewne zakłócenia, które mogą wpłynąć na szczególnie wrażliwe ekosystemy wodne - zarówno w sposób pozytywny, jak i niekorzystny.
 
 
Elektrownia wodna - Goryń
 
ZASTOSOWANIE
Tego typu rozwiązanie stosowane bywa często w małych elektrowniach wodnych, zwykle instalowanych na istniejących uprzednio jazach. W Polsce turbinę ślimakową wzorowaną na koncepcji Archimedesa wykorzystano m. in. w minielektrowni Goryń, zbudowanej na jazie na rzece Radomce w 2011 roku. Jako, że sprawdziła się ona znakomicie w tym miejscu, kolejne małe elektrownie wodne oparte na turbinie ślimakowej zbudowano między innymi w Luboszycach, Zygmuntowie i Bielsku Białej. Ciekawostkę stanowi elektrownia wodna Rosko na Noteci, gdyż pracuje w niej aż sześć turbin Archimedesa naraz - najwięcej w tego typu konstrukcji na całym świecie. W Niemczech i Wielkiej Brytanii instaluje się je nawet na terenach chronionych, np. w znanym parku narodowym Dartmoor.
Źródło: zdjęcia głównego - Image Copyright RAY JONES. This work is licensed under the Creative Commons Attribution-Share Alike 2.0 Generic Licence. To view a copy of this licence, visit http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/ or send a letter to Creative Co
Polecane
Polub nas na Facebook-u i bądź na bieżąco z informacjami ze świata OZE! (kliknij)