فرانسیس توربین د ضربې (impulse) او عکس العمل دواړود ګډعمل په پایله کې کار کوي ،چیرته چې پرې (blades) د اوبو د جریان د ضربې قوې او عکس العمل له کارکوي او په اغیزمن ډول برق تولیدوي.
فرانسیس توربین په هایدرو سټیشنونو کې د برق د تولید لپاره کاریږي .په ټوله کې د توربین د جریان دوه شکله موجود دي چې یو ته شعاعي(radial) او بل ته محوري (axial)وايي.د جامس بی فراتسیس یو امریکايي سیول انجینر د ضربې او عکس دواړو د ګډ ترکیب نظریه وړاندې کړه چیرته چې اوبه توربین ته په شعاعوي ډول ننوځي او په محوري ډول وځي(exits) .ددې ډول توربین کارکولو اصول ،اساسي اجزا او د کارولو ځایونه دلته تشریح شوي .
د فرانسیس توربین دا موثریت اساسي دلیل د هغې د پرو په ډيزاین کې دی ،دا پرې په دو باندې د بهیدلو اوبو جریان کې هم ضربې او هم د عکس العمل قوو څخه ګټه پورته کوي .ددې ډول توربین له هغه اساسي ستونزه له منځه ځي چې د اوبو ارتفاعي فشار د شتون له امله پیداکیږي ځکه دا توربین د انرژي د تولید لپآره هم کینتکي او هم پوټنشیالي انرژي کاروي .همدا لامل دی چې دیته مخلوط جریان توربین وايي.
د فرانسیس توربین اساسې اجزاوې. Main Components of Francis Turbine
1. حلقوي کیسنګ Spiral Casing
حلقوي کیسنګ توربین ته د اوبو د ننوتو میډیم دی .له ذخیرې او یا ډیم څخه اوبه له دې پایپ نه په لوړ فشار سره تیریږي .د توربین پرې دایروي ځای په ځای شوي ،دا په دې مانا دی چې هغه اوبه چې د توربین له پرو تیریږي باید دایروي محورې جریان سره تیرې شي .نو ځکه حلقوي کیسنګ ورته ځای په ځای شوی ،مګر د اوبو د دایروي حرکت یو اندازه فشار یې ضایع کیږي .ددې لپاره چې فشار ضایع نه شي د کیسنګ قطر په تدریج سره راکم شوی نو ددې لپاره چې فشار یو شان وساتل شي نو په کار ده چې مومنیوم یا د ضربې سرعت د پرو په دوران کې یو شان وي .
2. ثابتې پرې . . Stay Vanes
ثاتې پرې او رهنما کووکي پرې (guide vanes) اوبه د توربین متحرکو پرو ته اوبه رهنمايي کوي .ثابتې پرې پرخپل ځای ساکن دي او شعاعي جریان له امله څنګه چې په متحرکو پرو ولګیږي د اوبو دوران او چرخش(swirling) راکموي.
3. رهنما کوونکي پرې . Guide Vanes
رهنما کوونکي پرې بیا ثابتې او نښتې یا ساکن نه دي ،دو خپل جهت او زاویه د غوښتنې سره سم تغیروي څودتوربین په متحرکو پرو د اوبو لګیدو ضربې موثر یت پرې کنترول شي.دو همدارنګه متحرکو پرو ته د اوبو جریان تنظیموي او په دې توګه د توربین محصول کنترولوي.
4. متحرکې پرې . Runner Blades
د توربین موثریت او کارکردګۍ د متحرکو پرو په ډيزاین پورې اړه لري.په فرانسیس توربین کې ،متحرکې پرې په دوه برخو ویشل کیږي .ټیټه نیمه برخه یې دوړو سطلونو په شکل جوړیږي نوداسې هغه توربین د ضربې (impulse)د عمل له امله په دوران راولي.د متحرکو پرو پورته برخه د اوبو د جریان عکس العمل قوې کاروي .دا دواړه قوې د توربین (runner) په دوران راولي.
5. د جریان ټیوب . Draft Tube
د توربین د وتلو برخه دوتلو فشار له اتوموسفیر فشار څخه کم وي .په وتلو برخه اوبه باید مستقیما لښتې سره یوځای نه شي.نو ددې لپاره یو ټیوب یا پایپ وي چې مساحت یی ورور زیات شي او دا اوبه لښتي ته رهنمايي کړي.دې ټیوب ته د جریان ټیوب (Draft Tube).ددې ټیوب یو انجام د رنر له بیرونۍ برخې او یو انجام یې داوبو وتلو لښتې (tail-race)کې د اوبو له لیول ټیټ اوبو کې ډوب وي .
فرانسیس توربین څنګه کار کوي .How Does a Francis Turbine Work?
اوبه د توربین حلقوي کیسنګ ته ورپریښودل کیږي ،کوم چې بیا اوبه د ثابتو پرو او رهنمايي پرو په واسطه رهنمايي کیږي.کوشش کیږي د حلقوي کیسنک قطر راکم شي څو د اوبو د جریان فشار لوړ شي.ثابتې پرې په خپل ځای کې ثابتې پاتې کیږي ،له اوبو څخه چرخش رالرې کوي کوم چې د حقلوي کیسنګ په امله منځ ته راغلی او غواړي اوبو جریان مستقیم الخط کړي .په رنر باندې د اوبو برید جهت د رهنمايي پرو په جهت له مخې برابریږي .متحرکې پرې پرځای ولاړې وي او ددو ترمنځ فاصله نه بدلیږي نو یوآخې رهنمايي پرې دي چې د توربین په حاصل او ترلاسه شوي انرژۍ اغیزکوي.
فرانسیس توربین د کارولو ځای . Applications of Francis Turbine
فرانسیس توربین په هایدرو پاور کې کاریږي .
مخلوط جریان توربین همدارنګه کیدای شي د اوبوخور په پیمپولو کې وکارول شي.
داسې توربین په لوړ جریان او لوړه ارتفاع کې اغیزمن دی.