Az impulzus és a reakciók közötti különbség: az impulzus és a reakciókénti turbina összehasonlítva

Impulzus turbina vs reakciókurbina

A turbina egy olyan turbógép osztály, amelyet az áramlás folyadékban mechanikai energiává alakítanak rotor mechanizmusokkal. A turbinák általában átalakítják a folyadék termikus vagy kinetikus energiáját a munkába. A gázturbinák és a gőzturbinák termikus turbó gépek, ahol a munkát a munkafolyadék entalpia változásából állítják elő; én. e. a folyadék nyomásának formájában mutatott potenciális energiája mechanikai energiává alakul.

Az axiális áramlású turbinák alapszerkezete úgy van kialakítva, hogy lehetővé tegye a folyamatos folyadékáramlást az energia kivonása közben. A termikus turbinákban a munkaközeg magas hőmérsékleten és nyomáson egy rotációs sorozaton keresztül irányul, amely a tengelyhez kapcsolt forgó tárcsához rögzített szögletes pengékből áll. Mindegyik rotor tárcsa között helyhez kötött pengék vannak felszerelve, amelyek fúvókákként működnek és irányítják a folyadékáramlást.

A turbinákat számos paraméter felhasználásával osztályozzák, az impulzus és reakcióelosztás pedig egy folyadék energiájának mechanikai energiává történő átalakítására szolgáló módszeren alapul. Az impulzusos turbinák teljesen mechanikai energiát termelnek a folyadék impulzusából, amikor a rotorlapátra ütköznek. A reakcióturbina a folyadékot a fúvókából használja fel, hogy lendületet teremtsen az állórész kerékén.

További információ az impulzus turbina

Az impulzus turbinák a folyadék áramlását nyomás formájában alakítják át a folyadékáramlás irányának megváltoztatásával, amikor a rotorlapátokra ütköznek. A lendület változása impulzust eredményez a turbina lapátokon és a forgórész mozog. A folyamatot az új törvények második törvényével magyarázzák.

Egy impulzusos turbinában a folyadék sebességét megnöveljük úgy, hogy a fúvókák sorát áthaladják, mielőtt a rotorlapátok felé irányulnának. Az állórészlapok fúvókáként működnek, és a nyomás csökkentésével növelik a sebességet. A nagyobb sebességgel (lendülettel) rendelkező folyadékáramlás hatással van a rotorlapátokra, hogy a löket átjusson a rotorlapátokra. E szakaszok során a folyadék tulajdonságai változásokon mennek keresztül, amelyek jellemzőek az impulzus turbinákra. A nyomásesés teljes mértékben megtörténik a fúvókákban (azaz a statorokban), és a sebesség jelentősen megemelkedik a statorokban és csökken a rotorokban. Lényegében az impulzus turbinák csak a folyadék kinetikus energiáját alakítják át, nem pedig a nyomást.

Pelton kerekek és de Laval turbinák példák az impulzus turbinákra.

Bővebben a Reakció Turbina

A reakció-turbinák a folyadék energiáját a rotorlapátokon történő reakcióval átalakítják, amikor a folyadék változik a lendületben. Ezt a folyamatot összehasonlíthatjuk a rakéta kipufogógázán lévő rakéta reakciójával. A reakcióturbinák folyamatát a Newton második törvényének megfelelően lehet megmagyarázni.

Egy sor fúvóka növeli a folyadékáram sebességét az állórészben. Ez nyomáscsökkenést és sebességnövekedést eredményez. Ezután a folyadékáram a rotorlapátok felé irányul, amelyek szintén fúvókákként működnek. Ez tovább csökkenti a nyomást, de a sebesség a rotorlapátok mozgási energiájának átadása következtében is csökken. A reakcióturbinákban nem csupán a folyadék kinetikus energiája, hanem a folyadékban lévő nyomás energiája is a rotor-tengely mechanikai energiájává alakul.

Francis turbina, a Kaplan turbina és sok modern gőzturbina tartozik ehhez a kategóriához.

A modern turbina kialakításánál a működési elveket optimális energiatermelésre használják, és a turbinák természete a turbinák reakciójának (Λ) mértékével fejeződik ki. A paraméter lényegében a rotorfokozat és az állórészstage közötti nyomásesés közötti arány.

Λ = (az entalpia változása a rotorfokban) / (az entalpia változása az állórészben)

Mi a különbség az impulzusos turbina és a reakciókurbina között?

Impulzus turbinában a nyomás (entalpiás) csepp teljes mértékben fordul elő az állórészben, és a reakcióturbina nyomás (entalpia) mind a rotor, mind az állórész szakaszában csökken. {Ha a folyadék összenyomható, (általában) a gáz mind a rotor, mind az állórész szakaszában kibővül a reakcióturbinákban.}

A reakcióturbináknak két fúvókája van (az állórészben és a rotorban), míg az impulzus turbinák fúvókái csak a állórész.

A reakcióturbinákban mind a nyomás, mind a kinetikus energia átalakul tengelyenergiává, míg az impulzus turbinákban csak a kinetikus energiát használják a tengelyenergiához.

Az impulzus-turbinák működését Newton harmadik törvényével magyarázzák, és a reakcióturbinákat Newton második törvényével magyarázzák.