Redigerer Vannturbin (avsnitt)

==== Sammenheng mellom turtall moment og vannhastighet ====
Den basale sammenhengen mellom effekt P [W], turtall n [radianer/sek] og dreiemoment T [Nm] er slik:

<math>P=T\cdot\omega</math>

der <math> \omega = {2 \pi n \over 60}</math>, der igjen n er omdreiningstallet [rpm]

Om en tenker seg at rotoren holdes helt fast og turbinen har fullt pådrag, vil vannet strømme gjennom turbinen, men uten at det utvikles effekt. Vannstrålen vil i for eksempel en peltonturbin kastes tilbake i en 180°-kurve, men omtrent med samme hastighet som det hadde inn på skålene. Turtallet er null, og selv om det virker er vridemoment blir P lik null i formelen over. Den andre ytterligheten er at turbinen får løpe helt fritt. Vannstrålen i en peltonturbin går da bare rett frem, og løpehjulets periferihastighet blir nesten identisk med vannstrålens hastighet. Nå er det dreiemomentet i formelen over som blir lik null, og det utvikles ingen effekt nå heller. Dette kalles rusehastighet.

Det som gir optimal effekt ut av en peltonturbin er at periferihastigheten er halvparten av vannstrålens hastighet. Peltonturbiner er konstruert med dette for øye, og vannet vil ideelt falle ned fra løpehjulet med svært redusert hastighet. De andre turbintypene vil prinsipielt oppføre seg på samme måte ved disse ytterpunktene, og må også ha en bestemt hastighet i forhold til vannhastigheten for å gi full effekt.

Når en turbin tilknyttes en trefaset [[synkrongenerator]] for vekselstrømsnett vil en kreve at frekvensen i nettet er tilnærmet konstant. Da gjelder følgende formel for turtallene som kan oppstå og som er bestemt av generatorkonstruksjonen:

<math> n = {120f \over p}</math>

der:
:* n [rpm] er turtallet
:* f [Hz] som er bestemt av kraftsystemet og er konstant lik 50 Hz
:* p er poltallet og er et heltall fra 1 og oppover.

Ved å sette inn i denne formelen finner en at generatorens turtall kan være 3000, 1500, 1000, 750, 600, 500,... rpm. Imidlertid er det vanlige for vannturbiner et turtall mellom 1000 og 100 rpm.<ref>Curt Ulvås:''Maskinlære''. Universitetsforlaget, 1966. Oversatt fra svensk.</ref> I et kraftsystem er praktisk talt alle generatorer av typen synkrongenerator. Dermed blir forholdet mellom frekvens i kraftsystemet, generatorens og turbinens omdreiningstall, helt eksakt korrelerte.