【摘要】：水轮机有很长的发展历史。大约在1830年，法国的工程师贝努瓦·富聂隆发明了第一台成功用于商业的水轮机。后来富聂隆又建造了适用于工业用途的水轮机，转速可以达到2300转/分，功率达50千瓦，效率高于80%。图1.2 切击式水轮机的简图20世纪早期，为了适应不断增长的能源需求，一种新型水轮机诞生了。1913年，维克多·卡普兰发明了螺旋桨式水轮机，如图1.3所示，这种水轮机工作时就像轮船上反转的螺旋桨。图1.3 卡普兰式水轮机简图
水轮机有很长的发展历史。最古老最简单的形式为水车。水车在古希腊最先开始使用，然后推广到中世纪的欧洲，主要用来研磨谷物等。大约在1830年，法国的工程师贝努瓦·富聂隆发明了第一台成功用于商业的水轮机。后来富聂隆又建造了适用于工业用途的水轮机，转速可以达到2300转/分，功率达50千瓦，效率高于80%。
美国工程师詹姆斯·比切诺·法兰西斯设计了第一台径向流入式水轮机。这种水轮机被广泛使用，效果很好，而且评价很高。其原型应用的水头在10米至100米之间。图1.1为这种水轮机的简图，从中可以看到流动路径基本上是由径向到轴向。
图1.1 混流式水轮机的简图
佩尔顿（切击式）水轮机是根据其发明者莱斯特·阿伦·佩尔顿的名字来命名的，这种类型的水轮机在19世纪后期开始投入使用。这是一种冲击式水轮机，管道中的高压水通过喷嘴，在大气压下喷射出来。形成的射流冲击水轮机的叶片（斗叶），产生所需的扭矩和功率输出。图1.2为切击式水轮机的简图。最初的水头在90米至900之间（现代切击式水轮机的工作水头可以达到2000米）。(www.xing528.com)
图1.2 切击式水轮机的简图
20世纪早期，为了适应不断增长的能源需求，一种新型水轮机诞生了。这种水轮机的工作水头较小，仅为3米至9米，用于可以建坝的河段上。1913年，维克多·卡普兰发明了螺旋桨式（卡普兰式）水轮机，如图1.3所示，这种水轮机工作时就像轮船上反转的螺旋桨。后来，卡普兰对这种水轮机进行了改进，使叶片可以旋转，因此提高了水轮机在主要运行条件下（即可用的流量和扬程）的效率。
图1.3 卡普兰式水轮机简图
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