Különbség az impulzus turbina és a reakció turbina között

Impulzus turbina vs reakció turbina
 

A turbinák olyan turbógépek osztálya, amelyeket az áramló folyadék energiájának a rotor mechanizmusok segítségével mechanikai energiává történő átalakítására használnak. A turbinák általában konvertálják a folyadék hő- vagy kinetikus energiáját munkássá. A gázturbinák és a gőzturbinák termikus turbógépek, amelyekben a munka a munkafolyadék entalpiaváltozásából származik; vagyis a folyadék potenciális energiája nyomás formájában mechanikai energiává alakul.

Az axiális áramlású turbina alapszerkezetét úgy tervezték, hogy lehetővé tegye a folyamatos folyadékáramot az energia kinyerése közben. Termikus turbinákban a magas hőmérsékleten és nyomáson folyó munkafolyadékot egy, a tengelyhez rögzített forgó korongra szerelt, szögletes pengékből álló rotorok sorozatán vezetik át. Az egyes rotortárcsák között álló pengék vannak felszerelve, amelyek fúvókákként működnek és irányítják a folyadék áramlását.

A turbinákat számos paraméter alapján osztályozzuk, és az impulzus- és reakciómegosztás azon alapul, hogy a folyadék energiáját mechanikai energiává alakítjuk. Az impulzus turbina mechanikus energiát generál teljes mértékben a folyadék impulzusából, amikor a rotorlapátokra ütközik. A reakció turbina a fúvókából származó folyadékkal lendületet teremt az állórésznél.

További információ az Impulse Turbine-ről

Az impulzus turbina nyomás formájában konvertálja a folyadék energiáját azáltal, hogy megváltoztatja a folyadék áramlási irányát, amikor a rotor lapáira ütközik. A lendület változása impulzust okoz a turbina lapátain és a forgórész mozog. A folyamatot az newtonok második törvényével magyarázzuk.

Egy impulzusturbinában a folyadék sebességét úgy növelik, hogy egy fúvókák sorozatán áthaladnak, mielőtt a rotorlapátokhoz vezetnék. Az állórész lapátok fúvókákként működnek, és a nyomás csökkentésével növelik a sebességet. A nagyobb sebességű folyadékáram (lendület) ezután becsapódik a forgórész-lapátokkal, hogy a lendületet a rotorlapátokhoz továbbítsák. Ezekben a szakaszokban a folyadék tulajdonságai olyan változásokon mennek keresztül, amelyek jellemzőek az impulzus-turbinákra. A nyomásesés teljes mértékben a fúvókákban (azaz az állórészekben) fordul elő, és a sebesség jelentősen növekszik az állórészekben, és csökken a forgórészekben. Lényegében az impulzus turbina csak a folyadék kinetikus energiáját konvertálja, nem a nyomást.

A Pelton kerekek és a De Laval turbinák példák az impulzus turbinákra.

További információ a Rehibition Turbine-ről

Reakciós turbinák átalakítják a folyadék energiáját a forgórész lapátain zajló reakció révén, amikor a folyadék lendületet vált. Ez a folyamat összehasonlítható a rakéta reakciójának a rakéta kipufogógázja által. A reakció turbina folyamata legjobban Newton második törvényének alkalmazásával magyarázható.

A fúvókák sorozata növeli a folyadékáram sebességét az állórész szakaszában. Ez nyomásesést és sebességnövekedést okoz. Ezután a folyadékáramot a rotorlapátokhoz vezetik, amelyek szintén fúvókákként működnek. Ez tovább csökkenti a nyomást, de a sebesség is csökken, mivel a kinetikus energia átkerül a rotorlapátokba. Reakciós turbinákban nemcsak a folyadék kinetikus energiája, hanem a folyadékban lévő energia nyomás formájában is átalakul a rotor tengelyének mechanikai energiává.

Francis turbina, kaplan turbina és sok modern gőzturbina tartozik ebbe a kategóriába.

A modern turbinatervezésben az üzemeltetési elveket alkalmazzák az optimális energiatermelés generálására, és a turbina természetét a turbina reakciófokának (Λ) fejezik ki. A paraméter alapvetően a forgórész és az állórész közötti nyomásesés aránya.

Λ = (entalpia változás a forgórész szakaszában) / (entalpia változás az állórész szakaszában)

Mi a különbség az impulzus turbina és a reakciós turbina között??

Egy impulzusos turbinában a nyomás (entalpia) esése teljes mértékben az állórész szakaszában fordul elő, a reakció turbina nyomása (entalpia) pedig a forgórész és az állórész szakaszában is. Ha a folyadék összenyomható, (általában) a gáz a reaktorturbinákban mind a rotor, mind az állórész szakaszában kibővül.

A reakció turbináknak két fúvókakészlete van (az állórészben és a forgórészben), míg az impulzusturbinák fúvókái csak az állórészben vannak.

A reakció turbinákban mind a nyomást, mind a kinetikus energiát tengely energiává kell átalakítani, míg impulzus turbinákban csak a kinetikus energiát használják tengely energia előállítására.

Az impulzus turbina működését Newton harmadik törvényével magyarázzuk, a reakcióturbinákat Newton második törvényével magyarázzuk..