francis turbine是什麼意思，francis turbine的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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弗朗西斯水輪機（Francis Turbine）是一種應用最廣泛的混流式水輪機，屬于反擊式水輪機的一種。它得名于其發明者，英裔美國工程師詹姆斯·比切諾·弗朗西斯（James Bicheno Francis），他在19世紀中葉對其進行了重大改進和推廣。以下是其詳細解釋：

1. 工作原理與設計特點：

   • 混流式： 水流在進入轉輪（runner）時，方向是徑向（沿半徑方向流向轉輪中心），而在流出轉輪時，方向轉變為軸向（平行于主軸方向流出）。這種水流方向的轉變是其被稱為“混流式”的原因。
   • 反擊式： 水流在流經轉輪葉片流道時，其壓力能和速度能都轉化為機械能（驅動轉輪旋轉）。水流在流出轉輪時仍具有一定的壓力（低于進口壓力）和速度。轉輪完全浸沒在水中工作。
   • 核心部件： 主要包括蝸殼（spiral casing）、導葉（wicket gates）、轉輪（runner）和尾水管（draft tube）。
     • 蝸殼： 将水流均勻地、呈圓周切向引入導葉和轉輪區域，并保持水流具有一定的壓力能。
     • 導葉： 環繞在轉輪外圍的可調節葉片。通過調節導葉的開度，可以控制進入轉輪的水流流量和方向，從而調節水輪機的輸出功率和適應不同的水頭/流量條件。
     • 轉輪： 水輪機的核心做功部件，由一系列固定彎曲葉片（runner blades）組成，牢固地連接在上冠和下環之間。水流沖擊葉片，利用其動能和壓能使轉輪旋轉。
     • 尾水管： 連接轉輪出口到尾水渠的擴散管。其主要作用是将轉輪出口水流引向下遊，并回收利用轉輪出口處水流的剩餘動能（速度水頭）和位能（通過形成低于下遊水位的真空度）。

2. 應用範圍：

   • 弗朗西斯水輪機適用于中等水頭（head） 範圍，通常在40米到600米 之間。在這個範圍内，它以其高效率（通常可達88%-94%或更高）和良好的部分負荷運行性能而著稱。
   • 它是現代大中型水電站的主力機型，廣泛應用于世界各地的大型水電工程中發電。

3. 主要優勢：

   • 高效率： 在較寬的水頭和負荷範圍内都能保持很高的效率。
   • 結構堅固可靠： 設計成熟，運行穩定，維護相對方便。
   • 適應性強： 通過調節導葉開度，能很好地適應水頭和流量的變化。
   • 適用于大流量： 相比沖擊式水輪機（如佩爾頓水輪機），能處理更大的流量。

權威參考來源：

1. 國際水電協會 (International Hydropower Association - IHA): IHA作為全球水電行業的權威組織，其官網提供了關于各種水電技術的基礎知識，包括弗朗西斯水輪機的工作原理和應用。其“技術”或“水電基礎知識”闆塊是可靠的信息來源。
   • 來源：國際水電協會 (IHA) - 水電技術概述 (可在其官網搜索 "Francis turbine" 或 "hydropower technologies")
2. 美國機械工程師學會 (ASME): ASME在其曆史檔案和技術出版物中詳細記錄了詹姆斯·弗朗西斯的工作及其對水輪機發展的貢獻，是了解其曆史背景和技術演變的權威來源。
   • 來源：美國機械工程師學會 (ASME) - 曆史與遺産資料庫 (可搜索 "James Bicheno Francis")
3. 主要水電設備制造商 (如 GE Renewable Energy, Voith Hydro, Andritz Hydro): 這些公司是設計和制造弗朗西斯水輪機的全球領導者。他們的官方網站通常提供詳細的産品技術說明、應用案例和效率數據，具有極高的工程權威性。
   • 來源：通用電氣可再生能源 (GE Renewable Energy) - 水電解決方案頁面
   • 來源：福伊特水電 (Voith Hydro) - 産品與技術頁面
4. 工程教科書與手冊： 例如，由 McGraw-Hill 等權威出版社出版的《水力發電工程手冊》或《流體機械》等教材，對弗朗西斯水輪機的理論、設計、性能有系統且深入的闡述，是學術和工程實踐的基石。
   • 來源：标準水力發電工程教材 (例如 Daugherty, R.L., Franzini, J.B., Finnemore, E.J. 等所著相關書籍)

網絡擴展資料

Francis turbine（弗朗西斯水輪機）是一種廣泛應用于水力發電的反擊式渦輪機，其名稱來源于19世紀工程師James B. Francis的改進設計。以下是詳細解釋：

1. 基本定義
   Francis turbine屬于混流式水輪機，水流在進入轉輪時呈徑向流動，流出時轉為軸向流動。它結合了徑向和軸向流動特性，適用于中等水頭（30-500米）的水電站。

2. 工作原理
   水流通過導葉調整方向後沖擊轉輪葉片，将水的動能和壓力能轉化為機械能，驅動發電機發電。其特點是水流在轉輪内部完成能量轉換，屬于反擊式渦輪機（Reaction Turbine）。

3. 曆史背景
   該水輪機的前身可追溯至18世紀法國的徑向進流式透平設計，而“turbine”一詞源自拉丁語，意為“旋轉”。James B. Francis在19世紀優化了結構，顯著提升了效率，因此得名。

4. 應用與優勢

   • 主要用于水力發電，占全球水電站裝機容量的60%以上。
   • 結構緊湊，效率高（可達90%以上），適應水頭範圍廣。
   • 常見于水庫、河流等有穩定水流的環境。

5. 相關術語
   英文别名包括Francis Turbine、Axial-Radial Flow Turbine，中文譯名有法氏水輪機、混流式轉輪等。

如需進一步了解其流體力學模拟或具體工程案例，可參考水力發電相關專業文獻。

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