NGHỆ THUẬT
LÀM ĐẸP VÀ SỨC KHỎE
THỦ CÔNG
VĂN HÓA VÀ LỊCH SỬ
GIẢI TRÍ
MÔI TRƯỜNG
THỰC PHẨM VÀ ĐỒ UỐNG
KỸ THUẬT NGƯỢC
KHOA HỌC
THỂ THAO
CÔNG NGHỆ
THIẾT BỊ ĐEO
The Kaplan Turbine: A Propeller in a Pipe, With Blades That Turn
Emma

Tạo bởi

Emma

27. tháng Chín 2026SE
32
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.
Trung cấp
About 5 hours

Hướng dẫn

1

Why the blades must turn

Đang tải sổ tay 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.

Vật liệu cho bước này:

Ống PVCỐng PVC1 cái
Bộ phụ kiện ống PVCBộ phụ kiện ống PVC1 bộ
Sợi in PETGSợi in PETG120 g
Hobby Motor - GearHobby Motor - Gear1 cái
Bộ gioăng chữ OBộ gioăng chữ O1 bộ
Thép thanh thôThép thanh thô1 cái
Keo siliconKeo silicon1 cái

Công cụ cần thiết:

Máy in 3D sợi nhựa (FDM)Máy in 3D sợi nhựa (FDM)
Dao cắt ốngDao cắt ống
Bộ lục giácBộ lục giác
Thước cặp điện tử 6 inchThước cặp điện tử 6 inch
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.

Vật liệu cho bước này:

NướcNước20 lít
Van bi bằng đồng thauVan bi bằng đồng thau1 cái
Điện trở 330 ohmĐiện trở 330 ohm1 cái

Công cụ cần thiết:

Bơm nước chìmBơm nước chìm
XôXô
Ca đongCa đong
Đồng hồ bấm giờĐồng hồ bấm giờ
Đồng hồ vạn năngĐồng hồ vạn năng
Máy đo tốc độ vòng quayMáy đo tốc độ vòng quay
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.

Vật liệu

10

Công cụ yêu cầu

10
Tổng ước tính
Những gì người làm đã mua. Vật liệu không hiện giá thì bạn mua ở đâu tuỳ bạn.
$2.52

CC0 Phạm vi công cộng

Bản thiết kế này được phát hành theo CC0. Bạn tự do sao chép, sửa đổi, phân phối và sử dụng cho bất kỳ mục đích nào mà không cần xin phép.

Hỗ trợ nhà sáng tạo bằng cách mua sản phẩm qua bản thiết kế, nơi họ nhận Hoa hồng nhà sáng tạo do nhà bán hàng đặt, hoặc tạo phiên bản mới và kết nối trong bản thiết kế riêng để chia sẻ doanh thu.

Thảo luận

(0)

Đăng nhập để tham gia thảo luận

Đang tải bình luận...