SZTUKA
Piękno i dobre samopoczucie
RZEMIOSŁO
KULTURA I HISTORIA
ROZRYWKA
ŚRODOWISKO
JEDZENIE I NAPOJE
INŻYNIERIA ODWROTNA
NAUKI
LEKKOATLETYKA
TECHNOLOGIA
URZĄDZENIA DO NOSZENIA
The Kaplan Turbine: A Propeller in a Pipe, With Blades That Turn
Emma

Autor

Emma

27. wrzesień 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.
Średniozaawansowany
About 5 hours

Instrukcje

1

Why the blades must turn

Wczytywanie notatnika 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.

Materiały do tego kroku:

Rura PVCRura PVC1 sztuka
Zestaw złączek do rur PVCZestaw złączek do rur PVC1 zestaw
Filament PETGFilament PETG120 g
Hobby Motor - GearHobby Motor - Gear1 sztuka
Zestaw pierścieni uszczelniającychZestaw pierścieni uszczelniających1 zestaw
Pręt stalowy surowyPręt stalowy surowy1 sztuka
Uszczelniacz silikonowyUszczelniacz silikonowy1 sztuka

Potrzebne narzędzia:

Drukarka 3D z filamentem (FDM)Drukarka 3D z filamentem (FDM)
Obcinak do rurObcinak do rur
Zestaw kluczy imbusowychZestaw kluczy imbusowych
Suwmiarka cyfrowa 6 caliSuwmiarka cyfrowa 6 cali
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.

Materiały do tego kroku:

WodaWoda20 litrów
Zawór kulowy mosiężnyZawór kulowy mosiężny1 sztuka
Rezystor 330 omówRezystor 330 omów1 sztuka

Potrzebne narzędzia:

Pompa zatapialnaPompa zatapialna
WiadroWiadro
Dzbanek miarowyDzbanek miarowy
StoperStoper
MultimetrMultimetr
Tachometr cyfrowyTachometr cyfrowy
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.

Materiały

10

Wymagane narzędzia

10
Szacowany koszt
To, co kupił twórca. Materiały bez ceny kupujesz tam, gdzie je znajdziesz.
$2.51

CC0 Domena publiczna

Ten plan jest udostępniany na licencji CC0. Możesz go swobodnie kopiować, modyfikować, rozpowszechniać i wykorzystywać do dowolnych celów, bez konieczności uzyskiwania zgody.

Wesprzyj Makera kupując produkty przez jego plan, za co zarabia Prowizja Makera ustalony przez sprzedawców, lub stwórz nową iterację tego planu i dołącz go jako połączenie w swoim własnym planie, aby dzielić się przychodami.

Dyskusja

(0)

Zaloguj się aby dołączyć do dyskusji

Ładowanie komentarzy...