Impulssturbiini Ja Reaktsiooniturbiini Erinevus

2024 Autor: Mildred Bawerman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 08:38

Impulssturbiin vs reaktsiooniturbiin

Turbiinid on turbomasinate klass, mida kasutatakse voolava vedeliku energia muundamiseks rootormehhanismide abil mehaaniliseks energiaks. Turbiinid muudavad üldiselt vedeliku soojusliku või kineetilise energia tööks. Gaasiturbiinid ja auruturbiinid on termoturbomasinad, kus töö tekib töövedeliku entalpia muutumisest; st vedeliku potentsiaalne energia rõhu kujul muundatakse mehaaniliseks energiaks.

Aksiaalse vooluga turbiini põhistruktuur on kavandatud võimaldama vedeliku pidevat voolamist energia eraldamise ajal. Termoturbiinides juhitakse töövedelik kõrgel temperatuuril ja rõhul läbi rootorite seeria, mis koosneb nurga all asuvatest labadest, mis on kinnitatud võlli külge kinnitatud pöörleva ketta külge. Iga rootoriketta vahele on paigaldatud statsionaarsed labad, mis toimivad düüsidena ja juhivad vedeliku voogu.

Turbiinid klassifitseeritakse paljude parameetrite abil ning impulsside ja reaktsioonide jagunemine põhineb vedeliku energia muundamise mehaaniliseks meetodil. Impulssturbiin tekitab rootori labadele põrkumisel mehaanilist energiat täielikult vedeliku impulsist. Reaktsiooniturbiin kasutab dosaatorist vedelikku staatori rattale hoogu andmiseks.

Lisateave Impulse turbiini kohta

Impulssturbiinid muundavad vedeliku energiat rõhu kujul, muutes rootori labadele põrutades vedeliku voolamise suunda. Hoogu muutus põhjustab impulsi turbiini labadele ja rootor liigub. Protsessi selgitatakse njuutonite teise seaduse abil.

Impulssturbiinis suurendatakse vedeliku kiirust läbi düüside seeria läbimise enne rootori labadele suunamist. Staatori labad toimivad düüsidena ja suurendavad rõhku vähendades kiirust. Suurema kiirusega (impulss) vedeliku voog põrkub siis rootori labadega, et anda hoog rootori labadele. Nendel etappidel toimuvad vedeliku omadused impulssturbiinidele iseloomulikud muutused. Rõhulangus toimub täielikult düüsides (st staatorites) ning kiirus suureneb staatorites oluliselt ja langeb rootorites. Sisuliselt muudavad impulssturbiinid ainult vedeliku kineetilist energiat, mitte rõhku.

Impulssturbiinide näited on Peltoni rattad ja de Lavali turbiinid.

Lisateave reaktsiooniturbiini kohta

Reaktsiooniturbiinid muudavad vedeliku energia rootori labade reaktsiooni abil, kui vedeliku hoog muutub. Seda protsessi saab võrrelda raketi reaktsiooniga raketi heitgaaside mõjul. Reaktsiooniturbiinide protsessi saab kõige paremini selgitada Newtoni teise seaduse abil.

Düüside seeria suurendab vedeliku voo kiirust staatori staadiumis. See tekitab rõhulanguse ja kiiruse suurenemise. Seejärel suunatakse vedeliku voog rootori labadele, mis toimivad ka düüsidena. See vähendab rõhku veelgi, kuid kiirus langeb ka kineetilise energia ülekande tagajärjel rootori labadesse. Reaktsiooniturbiinides muundatakse rootori võlli mehaaniliseks energiaks mitte ainult vedeliku kineetiline energia, vaid ka vedeliku rõhu kujul olev energia.

Francise turbiin, Kaplani turbiin ja paljud kaasaegsed auruturbiinid kuuluvad sellesse kategooriasse.

Kaasaegses turbiini projekteerimisel kasutatakse optimaalse energiatoodangu saamiseks tööpõhimõtteid ja turbiini olemust väljendab turbiini reaktsiooniaste (Λ). Parameeter on põhimõtteliselt rootori astme ja staatori astme rõhulanguse suhe.

Λ = (entalpia muutus rootori staadiumis) / (entalpia muutus staatori staadiumis)

Mis vahe on impulssturbiinil ja reaktsiooniturbiinil?

Impulssturbiinis toimub rõhu (entalpia) langus staatori staadiumis täielikult ja reaktsiooniturbiini rõhu (entalpia) langus nii rootori kui ka staatori etapis. {Kui vedelik on kokkusurutav, (tavaliselt) paisub gaas reaktoriturbiinides nii rootori kui ka staatori etapis.}

Reaktsiooniturbiinidel on kaks düüside komplekti (staatoris ja rootoris), samal ajal kui impulssturbiinidel on düüsid ainult staatoris.

Reaktsiooniturbiinides muundatakse nii rõhk kui ka kineetiline energia võlli energiaks, samal ajal kui impulssturbiinides kasutatakse võlli energia saamiseks ainult kineetilist energiat.

Impulssturbiini töö selgitamiseks kasutatakse Newtoni kolmandat seadust ja reaktsiooniturbiinide kasutamist Newtoni teise seaduse abil.