Rozdiel medzi impulznou turbínou a reakčnou turbínou

Impulzná turbína verzus reakčná turbína
 

Turbíny sú triedou turbokompresorov používaných na premenu energie v tečúcej tekutine na mechanickú energiu pomocou rotorových mechanizmov. Turbíny všeobecne premieňajú tepelnú alebo kinetickú energiu tekutiny na prácu. Plynové turbíny a parné turbíny sú stroje s tepelným turbodúchadlom, kde sa práca generuje zmenou entalpie pracovnej tekutiny; t. j. potenciálna energia tekutiny vo forme tlaku sa premieňa na mechanickú energiu.

Základná štruktúra turbíny s axiálnym prietokom je navrhnutá tak, aby umožňovala kontinuálny tok tekutiny pri extrahovaní energie. V tepelných turbínach je pracovná tekutina pri vysokej teplote a tlaku riadená radom rotorov pozostávajúcich z uhlových lopatiek namontovaných na rotujúcom kotúči pripevnenom k ​​hriadeľu. Medzi každým rotorovým diskom sú namontované stacionárne lopatky, ktoré pôsobia ako dýzy a usmerňujú tok tekutiny.

Turbíny sa klasifikujú pomocou mnohých parametrov a rozdelenie impulzov a reakcií je založené na metóde premeny energie tekutiny na mechanickú energiu. Impulzná turbína generuje mechanickú energiu z impulzu kvapaliny pri náraze na lopatky rotora. Reakčná turbína využíva tekutinu z dýzy na vytvorenie hybnosti na statorovom kolese.

Viac informácií o impulznej turbíne

Impulzné turbíny prevádzajú energiu tekutiny vo forme tlaku zmenou smeru toku tekutiny pri náraze na lopatky rotora. Zmena hybnosti má za následok impulz na lopatkách turbíny a rotor sa pohybuje. Tento proces je vysvetlený pomocou Newtonovho druhého zákona.

V impulznej turbíne sa rýchlosť tekutiny zvyšuje tým, že prechádza radom trysiek predtým, ako sa nasmeruje na lopatky rotora. Listy statora pôsobia ako dýzy a zvyšujú rýchlosť znižovaním tlaku. Prúd tekutiny s vyššou rýchlosťou (hybnosť) potom narazí na lopatky rotora, aby sa hybnosť preniesla na lopatky rotora. Počas týchto fáz prechádzajú vlastnosti tekutiny zmenami, ktoré sú charakteristické pre impulzné turbíny. K poklesu tlaku dochádza úplne v dýzach (t. J. V statoroch) a rýchlosť v statoroch významne klesá a v rotoroch klesá. Impulzové turbíny v podstate prevádzajú iba kinetickú energiu tekutiny, nie tlak.

Peltonove kolesá a de Lavalove turbíny sú príklady impulzných turbín.

Viac o reakčnej turbíne

Reakčné turbíny premieňajú energiu tekutiny reakciou na listoch rotora, keď tekutina podlieha zmene hybnosti. Tento proces sa dá porovnávať s reakciou na rakete pomocou výfukového plynu rakety. Proces reakčných turbín sa dá najlepšie vysvetliť Newtonovým druhým zákonom.

Séria trysiek zvyšuje rýchlosť prúdu tekutiny v statorovej fáze. To vytvára pokles tlaku a zvýšenie rýchlosti. Potom prúd tekutiny smeruje do lopatiek rotora, ktoré tiež pôsobia ako dýzy. To ďalej znižuje tlak, ale aj rýchlosť klesá v dôsledku prenosu kinetickej energie na lopatky rotora. V reakčných turbínach sa nielen kinetická energia kvapaliny, ale aj energia v tekutine vo forme tlaku prevádza na mechanickú energiu hriadeľa rotora..

Francisova turbína, Kaplanova turbína a mnoho moderných parných turbín patria do tejto kategórie.

V modernom dizajne turbíny sa prevádzkové princípy používajú na generovanie optimálneho energetického výkonu a povaha turbíny je vyjadrená stupňom reakcie (Λ) turbíny. Parameter je v podstate pomer medzi poklesom tlaku v rotorovom stupni a statorovým stupňom.

Λ = (zmena entalpie v štádiu rotora) / (zmena entalpie v štádiu statora)

Aký je rozdiel medzi impulznou turbínou a reakčnou turbínou?

V impulznej turbíne nastáva pokles tlaku (entalpia) úplne v štádiu statora a v reakčnej turbíne (entalpia) pokles tlaku v rotore aj statore. Ak je tekutina stlačiteľná, (obvykle) sa plyn rozširuje v reakčných turbínach tak v rotorovom, ako aj v statorovom stupni.

Reakčné turbíny majú dve sady trysiek (v statore a rotore), zatiaľ čo impulzné turbíny majú trysky iba v statore..

V reakčných turbínach sa tlaková aj kinetická energia prevádzajú na energiu z hriadeľa, zatiaľ čo v impulzných turbínach sa na výrobu energie z hriadeľa používa iba kinetická energia..

Fungovanie impulznej turbíny je vysvetlené Newtonovým tretím zákonom a reakčné turbíny sú vysvetlené Newtonovým druhým zákonom..