Erinevus impulsiturbiini ja reaktsiooniturbiini vahel

Impulsiturbiin vs reaktsiooniturbiin
 

Turbiinid on turbomasinate klass, mida kasutatakse voolava vedeliku energia muundamiseks rootormehhanismide abil mehaaniliseks energiaks. Turbiinid muudavad töökeskkonnas üldiselt vedeliku termilise või kineetilise energia. Gaasiturbiinid ja auruturbiinid on termoturbo masinad, kus töö tuleneb töövedeliku entalpia vahetusest; st vedeliku potentsiaalne energia rõhu kujul muundatakse mehaaniliseks energiaks.

Aksiaalse vooluturbiini põhistruktuur on konstrueeritud nii, et see võimaldaks pidevat vedeliku voolavust, eraldades samal ajal energiat. Termoturbiinides suunatakse kõrgel temperatuuril ja rõhul töötav vedelik läbi rea rootorite, mis koosnevad võlli külge kinnitatud pöörlevale kettale kinnitatud nurga all olevatest labadest. Iga rootoriketta vahele on paigaldatud statsionaarsed labad, mis toimivad pihustitena ja juhivad vedeliku voolu.

Turbiine klassifitseeritakse paljude parameetrite järgi ning impulsside ja reaktsioonide jagunemine põhineb vedeliku energia mehaaniliseks energiaks muundamise meetodil. Impulsiturbiin genereerib mehaanilist energiat vedeliku impulsist täielikult rootori labadele mõju avaldades. Reaktsiooniturbiin kasutab düüsist vedelikku, et staatori rattale hoogu juurde anda.

Lisateave Impulsi turbiini kohta

Impulsiturbiinid teisendavad vedeliku energiat rõhu kujul, muutes vedeliku voolu suunda, kui nad löövad rootori labadele. Hüppe muutus põhjustab impulsi turbiini labadele ja rootor liigub. Protsessi selgitatakse njuutonite teise seaduse abil.

Impulsiturbiinis suurendatakse vedeliku kiirust, lastes läbi rea düüse, enne kui need suunatakse rootori labadele. Staatori labad toimivad düüsidena ja suurendavad kiirust, vähendades rõhku. Suurema kiirusega (impulsiga) vedelikuvool põrkub seejärel rootori labadega kokku, et anda impulss rootori labadele. Nendel etappidel muutuvad vedeliku omadused muutustele, mis on iseloomulikud impulssturbiinidele. Rõhu langus toimub täielikult pihustites (st staatorites) ning kiirus suureneb staatorites märkimisväärselt ja langeb rootorites. Sisuliselt muundavad impulssturbiinid ainult vedeliku kineetilist energiat, mitte rõhku.

Peltoni rattad ja de Lavali turbiinid on impulsiturbiinide näited.

Lisateave reaktsiooniturbiini kohta

Reaktsiooniturbiinid muudavad vedeliku energia rootorilabadel toimuva reaktsiooni kaudu, kui vedelik muutub hoogu. Seda protsessi saab võrrelda raketi reageerimisega raketi heitgaaside poolt. Reaktsiooniturbiinide protsessi saab kõige paremini selgitada Newtoni teise seaduse abil.

Pihustite seeria suurendab vedelikuvoolu kiirust staatori staadiumis. See loob rõhulangu ja suurendab kiirust. Seejärel suunatakse vedelikuvool rootori labadele, mis toimivad ka düüsidena. See vähendab veelgi rõhku, kuid kiirus langeb ka kineetilise energia ülekandumisel rootori labadele. Reaktsiooniturbiinides muundatakse mitte ainult vedeliku kineetiline energia, vaid ka vedeliku rõhu kujul olev energia rootori võlli mehaaniliseks energiaks.

Sellesse kategooriasse kuuluvad Franciscuse turbiin, Kaplani turbiin ja paljud kaasaegsed auruturbiinid.

Kaasaegses turbiinilahenduses kasutatakse optimaalse energiatootmise saavutamiseks tööpõhimõtteid ja turbiini olemust väljendatakse turbiini reaktsiooniaste (Λ). Parameeter on põhimõtteliselt rootori staadiumi ja staatori astme vahelise rõhulanguse suhe.

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

Mis vahe on impulsiturbiinil ja reaktsiooniturbiinil??

Impulsiturbiinis toimub rõhu (entalpia) langus täielikult staatori staadiumis ja reaktsiooniturbiini rõhk (entalpia) langeb nii rootori kui ka staatori etapis. Kui vedelik on kokkusurutav, siis (tavaliselt) paisub gaas reaktsiooniturbiinides nii rootori kui staatori etapis.

Reaktsiooniturbiinidel on kaks pihustite komplekti (staatoris ja rootoris), samas kui impulssturbiinidel on pihustid ainult staatoris.

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

Impulsiturbiini tööd selgitatakse Newtoni kolmanda seaduse abil ja reaktsiooniturbiinide selgitamiseks kasutatakse Newtoni teist seadust..