Pompy wodne są coraz częściej wykorzystywane przez przemysł i gospodarkę na całym świecie. Do głównych zadań tych maszyn należy transport i tłoczenie cieczy z niższych poziomów na wyższe. Często, pompy transportują ciecze i mieszaniny cieczy z ciałami stałymi do sfer o niższym ciśnieniu do tych stref, w których ciśnienie jest wyższe. Cały układ pompowy składa się z pompy ssawnej oraz rury tłocznej. Jak działają pompy wodne? – Otóż, pompy wodne napędza energia mechaniczna, którą najczęściej wytwarzają silniki lub turbiny. Często, stosowany jest też napęd ręczny, w przypadku mniejszych pomp. Zadaniem każdej pompy wodnej jest wytworzenie ciśnienia pomiędzy wlotem a wylotem – czyli między stroną ssawną, a tłoczną. Na ciecz oddziałuje siła mechaniczna, która przekazywana jest za pomocą wirnika, membrany i tłoka. Te trzy elementy stanowią podstawowe wyposażenie każdej pompy wodnej.
Wykorzystanie pomp wodnych przyczynia się do:
- Ogrzewania budynków,
- Zaopatrywania mieszkańców w ciepłą wodę,
- Dostarczania wody.
Co trzeba wiedzieć o turbinach wodnych?
W każdym przypadku, pompa wodna powinna być odpowiednio dobrana do rodzaju zadań i wymagań układu.
Turbina wodna jest typem silnika, który składa się z wirnika i łopatek. Jego zadaniem jest zmiana energii kinetycznej/ potencjalnej na energię ruchu obrotowego. Produkcję energii elektrycznej umożliwia wytworzenie się wiru obrotowego w momencie przepływu wody w wirniku. Energia powstaje w prądnicach. Wytwarzanie energii poprzez turbiny wodne, polega na wykorzystaniu energii ciśnienia i energii prędkości.
Turbiny wodne można podzielić na:
- Akcyjne (natryskowe) – w tym rodzaju turbin, woda/ ciecz zostaje doprowadzana do wirnika poprzez ciśnienie atmosferyczne. Turbiny akcyjne wykorzystują energię kinetyczną, a zastosowanie znajdują przy większych spadkach wody i przy dużych i szybkich strumieniach.
- Reakcyjne (naporowe) – są one przede wszystkim bardziej skomplikowane od turbin akcyjnych. Jest to związane z wyższym ciśnieniem, z jakim woda dostarczana jest do wirnika. W tym przypadku, wykorzystuje się energię kinetyczną i energię ciśnienia, która następnie jest przetwarzana na energię mechaniczną. Turbiny te można podzielić na wiele rodzajów pod różnymi względami.
Turbiny reakcyjne mogą być jedno lub wielowirnikowe. Dodatkowo, są one dzielone ze względu na przepływ wody – turbiny promieniowe, osiowe i diagonalne (promieniowo-osiowe). Dzieli się je również pod względem szybkobieżności – turbiny mogą być wolno, średnio lub szybkobieżne.
Zakres zadań pomp i turbin
Zadania, jakie wykonują turbiny i pompy wodne, to transportowanie i tłoczenie cieczy.Ze względu na specyfikę pracy pomp i turbin wodnych, przypisuje się im wytwarzanie energii. Jest to stosunkowo nowy i ekonomiczny sposób na wytwarzanie energii. Wyżej wspomniane maszyny stanowią silniki, czyli główne narzędzia napędowe całej instalacji w elektrowniach. Warto dodać, że wiele rodzajów elektrowni wykorzystuje turbiny i pompy wodne, jako główną siłę napędową.
W Polsce, liczba elektrowni wodnych nie jest co prawda wysoka – ten typ elektrowni stanowi jedynie mały odsetek wszystkich elektrowni w kraju. Warto jednak zauważyć, że jakość energii wiąże się ściśle z minimalizowaniem kosztów. Głównymi elementami roboczymi, jakie pracują w elektrowni, są turbiny wodne, pompy wodne oraz agregaty i inne maszyny. Elektrownie wodne (hydroelektrownie) stanowią dziś nowoczesny sposób na uzyskiwanie energii elektrycznej poprzez wykorzystywanie zasobów odnawialnych.Wykorzystanie pomp wodnych oraz turbin, jest więc ekologiczne i energooszczędne.
