ARTE
BELEZA E BEM-ESTAR
ARTESANATO
CULTURA E HISTÓRIA
ENTRETENIMENTO
MEIO AMBIENTE
COMIDA E BEBIDAS
ENGENHARIA REVERSA
CIÊNCIAS
ESPORTES
TECNOLOGIA
TECNOLOGIA VESTÍVEL
The Kaplan Turbine: A Propeller in a Pipe, With Blades That Turn
Emma

Criado por

Emma

27. setembro 2026SE
14
0
0
0
0

The Kaplan Turbine: A Propeller in a Pipe, With Blades That Turn

The Pelton wheel suits high heads and small flows, the Francis turbine the middle. At low heads — a river weir, a tidal barrage, a few metres of fall — the water must pass in enormous volume, and the right runner is a propeller in a pipe. A fixed propeller only works well at one flow. Viktor Kaplan, in Brno, made the blades turn in the hub, patented in Austria from 1912–13, so that the blade angle follows the flow and the efficiency stays high as the river rises and falls. The first commercial installation ran in 1918. This rung works out why the blades must turn, and builds a small pipe turbine whose blade pitch you can set.
Intermediário
About 5 hours

Instruções

1

Why the blades must turn

A carregar o notebook Jupyter…
2

Build a pipe turbine with settable blades

Print a four-bladed runner 70 mm across whose blades are separate parts, each on a short pin in the hub, with a set screw so each blade's angle can be fixed at 15°, 25° or 35°. The runner fits inside a 75 mm PVC pipe on a shaft carried by a printed spider bearing, and drives a hobby motor used as a generator, sealed outside the pipe through an O-ring gland. Upstream of the runner, fit a ring of fixed guide vanes printed to give the water a little swirl — the wicket gate of a real Kaplan.

Materiais para este passo:

Tubo de PVCTubo de PVC1 peça
Sortido de acessórios para tubo de PVCSortido de acessórios para tubo de PVC1 conjunto
Filamento PETGFilamento PETG120 g
Hobby Motor - GearHobby Motor - Gear1 peça
Sortido de anéis de vedaçãoSortido de anéis de vedação1 kit
Barra de aço em brutoBarra de aço em bruto1 peça
Vedante de siliconeVedante de silicone1 peça

Ferramentas necessárias:

Impressora 3D de filamento (FDM)Impressora 3D de filamento (FDM)
Corta-tubosCorta-tubos
Jogo de chaves AllenJogo de chaves Allen
Paquímetro digital de 6 polegadasPaquímetro digital de 6 polegadas
3

Find the best blade angle at two flows

Feed the pipe from the submersible pump in a bucket, with a ball valve to set the flow; time a measuring jug at the outlet to know the flow. Load the generator with a 330 Ω resistor and read the voltage; power is V² ÷ R. At full flow, try each blade angle and note the power. Then close the valve to about half flow and try each again. The best angle at half flow is flatter than at full flow — exactly what a Kaplan runner's blade-turning gear does automatically.

Materiais para este passo:

ÁguaÁgua20 litros
Válvula de esfera em latãoVálvula de esfera em latão1 peça
Resistência de 330 ohmResistência de 330 ohm1 peça

Ferramentas necessárias:

Bomba de água submersívelBomba de água submersível
BaldeBalde
Jarro medidorJarro medidor
CronómetroCronómetro
MultímetroMultímetro
Tacómetro digitalTacómetro digital
4

History and context

**Viktor Kaplan**, professor at the German Technical University in Brno, patented the propeller turbine with adjustable runner blades in Austria in 1912–13; the first installation went into service in 1918. His US patent number is not asserted here — it could not be read from a primary source — and the mechanism is fully documented. Kaplan turbines and their fixed-blade relatives run most low-head hydro plants, and the bulb turbine — a Kaplan runner with the generator in a pod inside the water passage — runs tidal barrages. **Honest limits.** At low head the machine is large and slow for its power. Kaplan runners are prone to cavitation (the NPSH problem of the centrifugal pump rung, in reverse). And the blade-turning mechanism inside the hub must stay watertight for decades.

Materiais

10

Ferramentas necessárias

10
Total estimado
O que quem fez comprou. Os materiais sem preço obtêm-se onde os comprares.
R$12.54

CC0 Domínio Público

Este blueprint é liberado sob CC0. Você é livre para copiar, modificar, distribuir e usar este trabalho para qualquer finalidade, sem pedir permissão.

Apoie o Maker comprando produtos através do Blueprint, onde ele ganha uma Comissão Maker definida pelos vendedores, ou crie uma nova versão deste Blueprint e inclua-o como conexão no seu próprio Blueprint para compartilhar receita.

Discussão

(0)

Entrar para participar da discussão

Carregando comentários...