Тюрбина или турбина* — гидравлический приемник силы в виде колеса с кривыми лопатками, на которое вода действует постепенной отдачей живой силы. Воду, вытекающую из направляющего неподвижного аппарата, заставляют протекать по изогнутым лопаткам вращающегося колеса, которое составляет главную часть Тюрбина или турбина*, принимающую и передающую работу. Отсутствием относительного покоя воды при прохождении ее в приемнике Тюрбина или турбина* отличается от обыкновенных вододействующих колес; напр. верхнебойного и заднебойного, в которых вода действует своим весом, и нижнебойного, где работа передается ударом. Из направляющего аппарата Тюрбина или турбина* вода вытекает с значительной частью скорости, соответствующей напору. Лопатками колеса вода понуждается непрерывно изменять направление своего движения; при этом она производит на них давление и после протока по каналам, образуемым лопатками в подвижном колесе, вытекает из него с некоторой уменьшенной скоростью в нижний бассейн. Скорость истечения сравнительно со скоростью, соответствующей всему напору, тем меньше, чем больше работы взято у воды. В активных Тюрбина или турбина* вода из направляющего аппарата вступает в подвижное колесо с полной возможной для данного напора скоростью, так что на Тюрбина или турбина* действует только живая сила этой воды. В реактивных Тюрбина или турбина*, напротив, выход воды из направлявшего аппарата происходит только с частью возможной для нее скорости, и потому при движении своем в подвижном колесе вода несет в себе избыток гидравлического давления. Направляющий аппарат представляет собой конец подводящего воду канала в виде неподвижного колеса с перегородками, между которыми протекает вода. Подвижное колесо, лопатки которого воспринимают действие воды, плотно сидит на вращающемся вместе с ним валу, установленном надлежащим образом и служащем для передачи работы. Между направляющим колесом и подвижным остается небольшой промежуток — зазор. Если вода проводится к Тюрбина или турбина* в направлении оси рабочего колеса, так что, напр., при вертикальной оси каналы рабочего колеса двигаются под каналами направляющего аппарата, то Тюрбина или турбина* наз. осевой. Напротив, если вода протекает в радиальном направлении, при чем венец из лопаток рабочего колеса окружает концентрически венец направляющего аппарата или наоборот, то Тюрбина или турбина* наз. радиальной с внутренним или внешним притоком воды. Затем воду из направляющего колеса можно подводить к рабочему колесу по всей окружности последнего или только на ее части; в первом случае мы имеем дело с полной Тюрбина или турбина*, во втором — с партиальной. Тюрбина или турбина* для напоров менее 4 м наз. Тюрбина или турбина* низкого давления, при больших напорах — высокого давления. За отсутствием удара вода может вступать в Тюрбина или турбина* с большой абсолютной скоростью, причем для возможно полной передачи силы требуется, чтобы скорость по окружности подвижного колеса была равна по величине и противоположна по направлению относительной скорости вытекающей воды. Поэтому Тюрбина или турбина* совершают большее число оборотов сравнительно с водяными колесами. Так как для большинства двигателей в промышленности требуется сравнительно быстрое вращение, то при употреблении Тюрбина или турбина* передаточные механизмы получаются проще, чем при обыкновенных гидравлических колесах, что представляет важное преимущество. Чем больше напор, тем вообще меньшими получаются диаметры Тюрбина или турбина*; при водяных же колесах, наоборот, с напором растет диаметр, а вместе с этим — вес, цена и, по крайней мере в известных границах, трудность хорошего исполнения. Поэтому при больших напорах, начиная с 8—10 м, водяные колеса вообще не употребляются и заменяются Тюрбина или турбина* При очень же малых напорах устройство Тюрбина или турбина* становится затруднительным и преимущество имеют водяные колеса. При изменчивом уровне нижней воды, могущем влиять весьма неблагоприятно на коэффициент полезного действия водяных колес, Тюрбина или турбина* имеют неоспоримое преимущество. Приспособления для подвода воды при Тюрбина или турбина* обыкновенно могут быть устраиваемы проще и обходятся дешевле, чем при водяных колесах. Зато Тюрбина или турбина* чувствительнее к ледоходу и легче засоряются посторонними предметами, привлекаемыми водой, и такие засорения в них труднее устраняются. С другой стороны, водяные колеса, если они работают в неотопляемом помещении, страдают от примерзания льда зимой больше, чем Тюрбина или турбина*, в которых такое примерзание затруднено более значительной скоростью вращения. Уход за водяными колесами проще и легче; это дает им значительное преимущество в малых производствах. Наименьший напор, при котором употребляются Тюрбина или турбина*, — от 1,2 до 1,5 м. При средних напорах Тюрбина или турбина* соперничают с водяными колесами, и выбор делается в зависимости от относительной важности в каждом частном случае указанных выше достоинств и недостатков того и другого рода двигателей. Если имеется столь много воды, что Тюрбина или турбина* может работать всегда почти полным притоком, то при малых и средних напорах наиболее уместны реактивные Тюрбина или турбина*, имеющие сравнительно большее число оборотов и наименьшие размеры, а следовательно, и более дешевые. Для регулирования притока применяются кольцевые щиты или вращающиеся лопатки. При перемежающихся количествах воды и необходимости регулирования в более широких пределах употребляются активные Тюрбина или турбина*, а для больших напоров преимущественно партиальные. Последние для очень больших напоров (свыше 15 м) и малых расходов строятся очень часто в виде радиальных Тюрбина или турбина* на горизонтальном валу с внутренним притоком. Такими же строятся и полные Тюрбина или турбина*, если имеют целью получить очень большое число оборотов и к валу Тюрбина или турбина* присоединяют непосредственно динамо-машину или другой быстро вращающийся двигатель. Наиболее, однако, употребительна конструкция с вертикальным валом. При малых и средних напорах (до 5 м) Тюрбина или турбина* устанавливается обыкновенно в открытом ларе; при более высоких напорах ларь заменяется закрытой чугунной или железной коробкой с подводящей трубой. Для наивыгоднейшей утилизации напора Тюрбина или турбина* должна быть расположена таким образом, чтобы вода вытекала из нее непосредственно над нижним уровнем. Однако устраивают также движение Тюрбина или турбина* в нижней воде. В некоторых же случаях Тюрбина или турбина* ставят значительно выше над нижней водой, с которой она тогда соединяется при помощи трубы, обнимающей рабочее колесо и примыкающей к направляющему. Труба погружается в нижнюю воду настолько глубоко, чтобы колебания горизонта этой воды не открывали отверстия трубы и доступ воздуха был невозможен. В такой Тюрбина или турбина*, наз. Тюрбина или турбина* с всасывающей трубой, напор от уровня нижней воды до рабочего колеса действует всасыванием и теоретически должен соответствовать давлению атмосферы, т. е. имет высоту 10,3 м, в действительности же он бывает меньше, до 8 м. Направляющее и рабочее колеса Тюрбина или турбина* делаются большей части чугунными, лопатки также отливаются из чугуна, вместе с венцом, что встречается чаще, или отдельно; иногда же они сгибаются из листового железа (или стали) и заливаются в венец. В особых, впрочем, редких случаях применяются колеса из бронзы или пушечного металла и т. п. Вертикальные валы стоячих Тюрбина или турбина* бывают или массивные, или полые, железные или чугунные. Массивные валы устанавливаются при помощи находящихся в нижней воде пят или при помощи кольцевых или гребневых цапф, помещенных над уровнем верхней воды. Полые чугунные валы с верхней пятой имеют штангу, ось которой совпадает с осью вала; эта штанга утверждается на фундаменте, находящемся в нижнем канале, и образует наверху подпятник, поддерживающий пяту. Валы горизонтальных Тюрбина или турбина* делаются исключительно массивными, из железа или стали. Коэффициент полезного действия для реактивных Тюрбина или турбина* обыкновенно 0,75, для активных Тюрбина или турбина*, при отсутствии потери воды в зазоре, 0,77. Эти величины легко достигаются в хороших Тюрбина или турбина*, но нередко удается увеличить коэффициент до 0,80—0,82.

ТЮРБИНЫ.

К числу наиболее распространенных принадлежат осевые Тюрбина или турбина* Устройство их относительно движения воды от верхнего уровня к нижнему является самым естественным, но в них рабочее колесо, а очень часто и направляющее, труднее доступны. Они строятся как реактивными, так и активными. Тюрбина или турбина* Жонваля или Геншеля (фиг. 1) предназначается предпочтительно для полного притока и не очень больших напоров.

На фиг. 2 показан в развернутом виде цилиндрический разрез через середины лопаток направляющего и вращающегося колес. Назовем через αβ угол, образуемый лопатками направляющего колеса с плоскостью, перпендикулярной к оси Тюрбина или турбина*, у выхода воды, через β — угол, образуемый с той же плоскостью лопатками рабочего колеса у входа воды, и через δ — у выхода воды, а абсолютную скорость воды, вытекающей из направляющего колеса, с. Для избежания потери работы на удар относительная скорость с₁ воды, вступающей в рабочее колесо, должна совпасть с касательной к лопаткам колеса в начальной их точке, а потому с должна быть равнодействующей этой относительной скорости с₁ и скорости v по окружности рабочего колеса. Следоват., v= cSin (β — α): Sin β. То же количество воды протекает через направляющее и рабочее колеса и, кроме того, соприкасающиеся их отверстия для прохода воды имеют по радиусу одинаковую ширину, и так как ширина отделений в нижней плоскости направляющего колеса пропорциональна cSin α, а рабочего колеса — Sinβ, то cSin α = c₂Sin δ, и потому для достижения возможно меньшей абсолютной скорости истечения должно быть c₂ = v. Поэтому Sinβ (Cotg α — Cotg β) = l. В активной Тюрбина или турбина* скорость движения воды при входе ее в рабочее колесо соответствует полной величине напора и, следовательно, возрастать не может, а потому C ₁= C₂= v. Из этого следует, что параллелограмм, построенный на скоростях v и с, образуется из двух равнобедренных треугольн. с общим основанием с и что β = 2 α. Угол α обыкновенно равен 20° до 30°, а потому для активных Тюрбина или турбина* должно быть β = 40°—60°. Если в полученное выше равенство подставить β = 2 α, то оно может быть преобразовано в Sinδ (1+Cotg² α) = 2Cotg α. Отсюда для α = 20° получается δ = 40°. Так как абсолютная скорость истечения при этом получается слишком большой, то из этого следует, что осевые Тюрбина или турбина*, в которых отделения рабочего колеса должны иметь совершенно одинаковую ширину, мало пригодны для активных Тюрбина или турбина* В реактивных турбинах скорость воды, вступающей в рабочее колесо, всегда соответствует лишь части имеющегося напора, а потому скорость ее при движении в отделениях рабочего колеса возрастает. Следовательно, с₂ больше с₁, и так как должно быть с₂ = v, то с₁ меньше v. Поэтому параллелограмм скоростей при входе в рабочее колесо не будет уже ромбом и β больше 2α. Обыкновенно делают β = 2 α + 40° до 60°, a именно для α = 15° до 30°, β == 90° до 120°. Для α = 20° и β = 100° находим из вышеприведенного равенства δ = 20°. Относительно формы лопаток следует заметить, что они должны иметь в конце прямолинейное сечение для избежания сжатия струи и в остальных частях кривизна их не должна быть чрезмерной. Для активных Тюрбина или турбина* равенство vSin β = cSin(β — α) переходит в 2 vCos α = с, откуда для α = 25° получается v = 0,55с. Но так как здесь с = √2 gh, где h вся высота напора, то v = 0,55√2gh. Однако вследствие потерь на трение и другие сопротивления следует принимать v = 0,45√2gh. В реактивных Тюрбина или турбина* с меньше √2 gh в зависимости от степени избытка гидравлического давления. Если, напр., на получение скорости с утилизируется только половина напора, то с = √[2g(h/2)] = 0,7√2gh. При этих условиях для α = 20° и β = 90° получим v= 0,94 с = 0,66√2gh, или, правильнее, принимая во внимание вышеупомянутые потери, v = 0,56√gh. Отсюда видно, что реактивные Тюрбина или турбина* вращаются быстрее активных. Относительная скорость воды при проходе ее в отделениях рабочего колеса активной Тюрбина или турбина* не изменяется, а потому струя на протяжении всего всего этого пути сохраняет одинаковую толщину. Сечения же каналов рабочего колеса у входа шире, чем у выхода (фиг. 2). Поэтому вода в активных Тюрбина или турбина*, вообще говоря, не заполняет сплошь каналов рабочего колеса. Вследствие этого при расположении колеса выше уровня нижней воды в каналах его образуется воздушное пространство, а протекающая вода от действия центробежной силы отбрасывается к вогнутой поверхности лопатки, что мало влияет на движение. Если же рабочее колесо погружено в нижней воде, то свободное пространство каналов наполняется водой и являются водовороты, значительно понижающие полезную работу Тюрбина или турбина* Поэтому погружение рабочего колеса активной Тюрбина или турбина* в нижнюю воду может быть допущено лишь с применением особых приспособлений, препятствующих внешней воде проникнуть внутрь Тюрбина или турбина* В реактивных Тюрбина или турбина* вследствие существующего здесь давления вода наполняет все сечение каналов, водовороты образоваться не могут, и подобные Тюрбина или турбина* поэтому работают вполне правильно и при погружении рабочего колеса в нижнем бьефе. При уменьшении количества воды вследствие метеорологических условий приходится закрывать часть каналов направляющего колеса, и Тюрбина или турбина* работает как партиальная. В реактивных Тюрбина или турбина* это обусловливает значительную потерю полезной работы, так как при проходе под закрытыми каналами струя прерывается и давление верхнего слоя воды прекращается. В активных Тюрбина или турбина*, где гидравлического давления в каналах рабочего колеса не существует, такой потери не происходит, особенно если отгораживаемые каналы направляющего колеса при этом вентилируются, т. е. соприкасаются с наружной атмосферой, вследствие чего вода из рабочего колеса стекает беспрепятственно. Поэтому активные Тюрбина или турбина* с обыкновенными лопатками пригодны для постоянных напоров, т. е. при постоянном уровне воды в нижнем бьефе, и переменных расходов; реактивные Тюрбина или турбина*, наоборот, для постоянных расходов и переменных напоров. Весьма часто, однако, приходится пользоваться источниками гидравлической силы, в которых оба эти факторы подвержены колебаниям. Поэтому старались применить активные Тюрбина или турбина* и к таким условиям. Простейший способ заключается в устройстве так назыв. мешков (фиг. 3) посредством утолщения или удвоения лопаток в широких частях каналов рабочего колеса, так что сечение каналов делается однообразным. Вогнутую сторону лопатки, по которой направляется струя, при этом не изменяют, а заполняют лишь пустоту у противоположной стенки, устраняя образование водоворотов. Способ расположения Тюрбина или турбина* Геншеля-Жонваля зависит прежде всего от величины имеющегося напора. При напорах в 1 ½—3 и максимум до 4 м и более значительных расходах воды обыкновенно располагают рабочее колесо непосредственно над уровнем нижней воды или погружают его в нижнюю воду. При напорах от 4 до 8 м предпочитают расположение с всасывающей трубой (фиг. 1). Этим сокращается длина вала Тюрбина или турбина*, уменьшается нагрузка на подпятник и облегчается доступ к колесам. В конце водоприводного канала устанавливается цилиндрическая чугунная труба а (фиг. 1). В верхнее отверстие ее вставляется направляющее колесо b, состоящее из внутреннего, сверху закрытого венца, до периферии которого расположены лопатки. Нижнее, рабочее, колесо с состоит также из внутреннего венца с кривыми лопатками по окружности, не доходящими до самой стенки трубы, так что рабочее колесо легко в ней вращается. Венец рабочего колеса неподвижно соединен помощью спиц и ступицы с валом Тюрбина или турбина*, который свободно проходит через крышку направляющего колеса. Пята вала поддерживается подпятником, расположенным на фундаменте в нижнем бьефе. Над уровнем верхней воды вал обхватывается гильсбантом d. Для остановки Тюрбина или турбина* применяются разного рода затворы в виде клапанов, закрывающих выпускные окна рабочего колеса, или в виде цилиндрического щита h, которым можно управлять сверху. Для регулирования при небольших расходах воды эти приспособления малопригодны, так как, уменьшая скорость в каналах рабочего колеса, они уничтожают значительную часть живой силы. Напр., если при том же сечении каналов количество воды уменьшается вдвое и скорость также вдвое, то живая сила, пропорциональная массе и квадрату скорости, уменьшается в восемь раз и, следовательно, коэффициент полезного действия уменьшается в четыре раза. Поэтому предпочитают употреблять для регулирования приспособления, закрывающие часть каналов без уменьшения скорости в остальных, вследствие чего коэффициент полезного действия почти не изменяется. При напорах от 5 до 12 м и более воду к Тюрбина или турбина* обыкновенно подводят при помощи трубы (фиг. 4), причем оба колеса располагаются в цилиндрической коробке из чугуна или листового железа, которая сверху закрывается крышкой с сальником для пропуска вала. Всасывающая труба в случае применения ее примыкает к коробке снизу. Кроме того, коробка снабжается лазом на болтах, для возможности осмотра колес. При таком устройстве избегается чрезмерная длина вала, который не должен возвышаться над уровнем верхней воды, и передаточные механизмы могут быть расположены на любой высоте. Для упрощения передачи, в особенности для избежания тяжелых конических зацеплений, применяют Тюрбина или турбина* с горизонтальным валом. Они пригодны лишь для больших напоров ввиду необходимости применения всасывающей трубы, без которой верхние лопатки работали бы с меньшим напором, чем нижние. Для соединения вертикального направляющего колеса с нижней водой всасывающая труба должна образовать колено. Водоприводная труба, если ее установка необходима, также должна быть коленчатой. Вал пропускается через сальники. Для возможности применения рабочих колес небольших размеров при более значительных расходах, а также для уменьшения горизонтальных давлений укрепляют на одном валу симметрично пару Тюрбина или турбина* В этом случае обе горизонтальные части всасывающей трубы или обе горизонтальные части водоприводной трубы соединяют между Тюрбина или турбина* в одну горизонтальную трубу и от них ответвляют общую всасывающую или водоприводную трубу. При расположении, представленном на фиг. 5, применена общая всасывающая водоприводная труба, и вода из рабочих колес на каждой стороне направляется к нижнему бьефу по всасывающей трубе, снабженной клапаном, который приводится в движение сверху при помощи винтовой рукоятки. Для уменьшения скорости истечения воды из рабочего колеса Жирар увеличил в активных Тюрбина или турбина* своей конструкции радиальную ширину в нижней части каналов. Кроме того, он уширил входные отверстия рабочего колеса, так что выходные отверстия этого колеса более чем вдвое шире выходных отверстий направляющего колеса. Затем он снабдил также отверстиями венец рабочего колеса (фиг. 6 и 7), вследствие чего через эти отверстия, а также через зазор между направляющим колесом и рабочим проникает воздух, окружая водяную струю везде, где она не прижимается к лопаткам. Этим были достигнуты столь хорошие результаты, что Тюрбина или турбина* Жирара принадлежат теперь к наиболее распространенным. При этих Тюрбина или турбина* рабочее колесо не может быть погружено в нижний бьеф. Поэтому Тюрбина или турбина* Жирара применимы лишь для постоянных напоров и где уровень нижней воды никогда не подымается. В Тюрбина или турбина* Жирара, представленной на фиг. 6, вал подвешен над горизонтом верхней воды и поддерживается установленной внутри его колонной. Так как при быстром вращении Тюрбина или турбина* цапфы валов легко нагреваются, то за ними требуется иметь тщательный присмотр и постоянно держать цапфы в масле. Поэтому подвесные цапфы, расположенные над водой и легко доступные, удобнее подпятников, находящихся в воде нижнего бьефа. При закрывании части каналов направляющего колеса с целью регулирования хода Тюрбина или турбина* всегда закрывают одновременно пару диаметрально противоположных каналов для сохранения равновесия рабочего колеса. Для этого пользуются вертикальными щитами (фиг. 6 и 7), или же каналы обеих половин колеса продолжаются вверх и образуют две системы полукольцевых отверстий, которые попарно закрываются поворотом пары щитков на общей оси (фиг. 8—10). Тюрбина или турбина* Фурнейрона (фиг. 11) представляет первый тип радиальной Тюрбина или турбина* и вообще первую по времени появления настоящую Тюрбина или турбина* Направляющее колесо имеет форму тарелки, снабженной по краям лопатками, которые у корня направлены почти радиально, а по периферии закруглены почти тангенциально. План лопаток показан в левом верхнем углу фиг. 11. Сверху каналы ограничены кольцевой крышкой. Каналы разделены еще промежуточными станками, имеющими направление лопаток, на отделения, из которых некоторые закрываются при недостатке воды. Вал Тюрбина или турбина* а проходит через трубу b, подвешенную к балке над верхней водой; на нижний конец трубы насажено направляющее колесо c. В узком зазоре между направляющим и рабочим колесом передвигается кольцевой щит, снабженный у верхнего края кожаным воротником. Щит этот приводится в движение помощью механизма сверху, при чем насаженные по окружности его внизу деревянные пробки соответственной формы опускаются в каналы направляющего колеса для регулирования высоты вытекающих струй. Пята вала Тюрбина или турбина* вращается в нижней воде. Масло к подпятнику подводится по трубе помощью установленного наверху насоса. Тюрбина или турбина* Фурнейрона первоначальной конструкции вращалась в нижней воде. Коэффициент полезного действия этой Тюрбина или турбина* при совершенно открытых каналах был около 70%. В радиальных Тюрбина или турбина* скорость v по внешней окружности радиуса r больше скорости v₁ по внутренней окружности с радиусом r ₁. По закону работы центробежной силы будем иметь c₂² = c₁²+ v² — v₁², где c₁ относительная скорость воды при входе, a c₂ при выходе. Пренебрегая сопротивлением трения и т. п., найдем для наиболее выгодной скорости по окружности внутреннего колеса v₁ = c√Sin(β — α): 2Sin δ Cos α. Для достижения минимальной абсолютной скорости истечения необходимо c₂ = v и δ возможно меньше. При равенстве сечений выходных отверстий направляющего и рабочего колес получим c₂rSin δ = cr₁Sin α. Для активной Тюрбина или турбина* будет, следовательно, δ = r₁²Sin2 α : r². Принимая, как сделано у Фурнейрона, r₁: r = 2: 3 и α = 30°, получим δ = 22°40'. Отсюда видно, что радиальные Тюрбина или турбина* с внутренними каналами при одинаковой высоте входных и выходных отверстий рабочего колеса могут работать как активные. В качестве реактивных Тюрбина или турбина*, работающих с выгодой лишь при совершенно наполненных каналах подвижного колеса, они менее пригодны, так как при недостатке воды Тюрбина или турбина* Фурнейрона регулируются лишь для определенных степеней хода, по величине секций, на которые разделены каналы рабочего колеса. Тюрбина или турбина* Нагеля и Кемпа представляет ту же Тюрбина или турбина* Фурнейрона, только с обратным расположением частей, и отличается от нее, главным образом, тем, что вода подводится к Тюрбина или турбина* снизу, причем щита для регулирования притока не имеется, а взамен того направляющее колесо может передвигаться в отвесном направлении. Тюрбина или турбина* Френсиса (фиг. 12, в верхнем левом углу показано расположение лопаток) отличается от Тюрбина или турбина* Фурнейрона устройством притока воды к колесу с наружной стороны, что допускает установку во всасывающей трубе, невозможную при системе Фурнейрона. Направляющее колесо a (фиг. 12) укреплено в днище водоприводной коробки и прикрыто сводчатым колпаком с сальником для прохода вала. Вследствие такого устройства вертикальное давление воды не передается на направляющее колесо. Рабочее колесо расположено внутри направляющего и имеет такую форму, что каналы его кнутри подымаются и вода от них направляется вниз к всасывающей трубе. Последняя закрывается кольцевым затвором. Пята b вала вращается в подпятнике, поддерживаемом треножником во всасывающей трубе. При наружном притоке воды к Тюрбина или турбина* движение воды в направляющем колесе замедляется центробежной силой, и так как внутренний обвод венца меньше наружного, то для уменьшения угла δ необходимо в активных Тюрбина или турбина* сделать каналы в центральной части значительно выше, чем по периферии. В Тюрбина или турбина* Френсиса это неудобно вследствие формы направляющего колеса, центральная часть которого спущена вниз. Поэтому Тюрбина или турбина* Френсиса строятся преимущественно реактивными. Пренебрегая сопротивлениями трения и пр., имеем для них формулу r²Sin(β — α)Sin δ = r₁²Sin α Sin β, где r₁ наружный и r внутренний радиус венца рабочего колеса. Принимая, напр., α = 20°, β = 90° и r₁: r = 4: 3, получим δ = 40°20', и если высоту каналов внутри сделаем в 4/3 раза больше чем снаружи, то будем иметь δ = 29°. Но так как здесь c₂= v составляет лишь 3/4 v_1, а при внутреннем притоке она была бы 4/3 v₁, то абсолютная скорость истечения при δ = 29° здесь будет столь же мала как при δ = 16° в случае внутреннего притока. Тюрбина или турбина* с горизонтальной осью требуют установки во всасывающей трубе, поэтому из радиальных Тюрбина или турбина* такое расположение допускает только Тюрбина или турбина* с наружным притоком (Френсиса). На фиг. 13 представлена такого рода простая Тюрбина или турбина*, направляющее колесо которой ввинчено в металлическое кольцо, заделанное в стенке водоприводного колодца. Для принятия горизонтального давления воды колесо прикрыто колпаком. Внутри направляющего колеса расположено рабочее, а всасывающая труба образует колено. Вал вращается в подшипнике а, прикрытом колпаком, а другой конец вала, проходя через сальник в стенке всасывающей трубы, вращается в обыкновенном подшипнике b, укрепленном на коленчатой трубе. При симметрическом расположении двух таких Тюрбина или турбина* на общей оси их располагают в концах горизонтального звена всасывающей трубы тройника, причем одна из них примыкает к самой стенке водоприводного колодца, через которую пропускается вал Тюрбина или турбина* В случае применения водоприводной трубы последняя оканчивается коробкой, окружающей направляющее колесо спирально, наподобие вентилятора (фиг. 14). При таком устройстве спиральная наружная стенка a или коробка может быть рассматриваема как направляющая лопатка, которая подводит воду почти тангенциально к рабочему колесу. Для регулирования радиальных Тюрбина или турбина* заставляют лопатки направляющего колеса вращаться около вертикальной оси, что дает возможность помощью соответственного механизма одновременно суживать выпускные отверстия, или же употребляются устройства для закрывания каналов направляющего колеса симметрическими сериями. Для утилизации помощью активных Тюрбина или турбина* малых количеств воды, падающей с большой высоты, пришлось бы придать Тюрбина или турбина* столь малые размеры при большом числе оборотов, что применение ее в таких случаях недопустимо по конструктивным затруднениям. Поэтому при указанных условиях употребляются направляющие колеса больших размеров, расходующие воду только на доле окружности, в виде партиальных Тюрбина или турбина* Они могут быть радиальными Тюрбина или турбина* с наружным или внутренним притоком воды, а также осевыми Тюрбина или турбина*, иметь вертикальный или горизонтальный вал. Вода подводится по трубе с гладкими стенками, которая по причине значительной скорости течения делается большей частью, как и венец колеса, из пушечного металла. При не слишком малых расходах делают партиальные Тюрбина или турбина* также симметрическими. В этом случае они могут быть построены по образцу полных Тюрбина или турбина*, регулируемых кольцевыми затворами, причем иногда вода подводится двумя трубами к обеим сторонам колеса. Каналам колеса придаются небольшие размеры, так что на колесо приходится от 40 до 100 перегородок. Система эта применяется к Тюрбина или турбина* Жирара, а также к радиальным Тюрбина или турбина* с горизонтальным валом и пр. Тангециальное колесо Зуппингера представляет партиальную Тюрбина или турбина* с наружным притоком и вертикальным валом, с симметрическими секциями. Приток воды регулируется плоскими затворами, суживающими выпускные отверстия направляющего колеса. Они применяются во многих местах Швейцарии для напоров до 175 м и работы до 200 сил, давая коэффициент полезного действия в 65—72%. Одноструйные Тюрбина или турбина* представляют частный вид партиальных Тюрбина или турбина*, в которых рабочая доля направляющего колеса уменьшена до одной клетки. Они применяются для весьма малых расходов в качестве мелких двигателей, но при больших напорах могут доставить также более значительный запас силы. В партиальной Тюрбина или турбина* системы Бенца (фиг. 15) с горизонтальной осью и внутренним притоком вода изливается по криволинейному каналу, сечение которого регулируется затвором, приводимым в движение бесконечным винтом. Коэффициент полезного действия этой Тюрбина или турбина* доходит до 70% и более. Малая радиальная партиальная Тюрбина или турбина* Квева (фиг. 16) для работы в 2 силы при напоре в 35 м или 3,5 атм. с наружным притоком применяется для работы водой городских водопроводов (в Эрфурте). Венец имеет наружный диаметр в 400 мм и стальные лопатки толщиной 2 мм. Отработавшая вода стекает в сторону через внутреннюю коробку. Водоприводная труба имеет на конце форму направляющего канала, ширина отверстия которого регулируется помощью рычага и поршня, передвигающего заднюю стенку (фиг. 16). С этой конструкцией сходны Тюрбина или турбина* Эшер, Вис и К. в Цюрихе, отличающиеся лишь устройством для разделения и отклонения струи, вытекающей из направляющего канала. Колесо Пельтона (фиг. 17, в верхнем правом углу показана форма лопаток) — весьма распространенное в Америке — также имеет приспособление для разделения и отклонения струи. Последняя вытекает из устья, имеющего форму мундштука пожарной кишки. Для регулирования устье это суживается при помощи конического стержня. На заводе Тридуэль в Аляске при помощи такой Тюрбина или турбина* утилизируется водопад с падением в 150 м, дающий при расходе в 0,3 куб. метра до 500 сил. Полная ширина устья 84 мм.

Литература. Г. Генне, "Турбины, их расчет и конструкция" (перев. П. Костюкова под ред. проф. И. А. Евневича, СПб., 1901); M. H. Girardin, "Th é orie des moteurs hydrauliques". (П., 1872); Callon, "Cours de la construction des machines hydrauliques" (П., 1875); Buchetti, "Les moteurs hydrauliques actuels" (П., 1892); Lavergne, "Les Turbines" (П., 1893); Chaudy, "Machines hydrauliques" (П., 1896); Finke, "Theorie und Construction der Turbinen" (Б., 1877); v. Reiche, "Gesetze des Turbinenbaues" (Б., 1877); W. H. Uhland, "Handbuch d. prakt. Maschinenkonstrukteurs" (т. I, отд. II, Лпц., 1880—1886); H. Ludewig, "Allgemeine Theorie der Turbinen" (Б., 1890); J. Reifer, "Einfache Berechnung der Turbinen" (Цюрих, 1899); Meissner, "Die Hydraulik und hydraulische Motoren" (Иена, 1897); Hen ne, "Die Wasserrä der und Turbinen" (Веймар, 1898); W. P. Towbridge, "Turbine Wheels" (Нью-Йорк, 1879); Biorling, "Water or hydraulic motors" (Лонд., 1894); Bodmer, "Hydraulic motors" (Л., 1895), De Volson Wood, "Theory of turbines" (Нью-Йорк и Лонд., 1895); Blaine, "Hydraulic machinery" (Лонд., 1897); Richelmy, "Intorno all é turbine" (Typ., 1875); J. Benetti, "Teoria dei motori hydraulici" (Падуя, 1877); Perdoni, "Idraulica" (Милан, 1897). Также общие сочинения по гидравлике и вододействующим машинам.

А. Таненбаум.