Իմպուլսային տուրբին ընդդեմ ռեակցիոն տուրբին
Տուրբինները տուրբո մեքենաների դաս են, որոնք օգտագործվում են հոսող հեղուկի էներգիան մեխանիկական էներգիայի վերածելու համար՝ ռոտորային մեխանիզմների կիրառմամբ: Տուրբինները, ընդհանուր առմամբ, վերածում են հեղուկի կամ ջերմային կամ կինետիկ էներգիան աշխատանքի: Գազի տուրբինները և գոլորշու տուրբինները ջերմային տուրբո մեքենաներ են, որտեղ աշխատանքն առաջանում է աշխատանքային հեղուկի էթալպիական փոփոխությունից. այսինքն՝ ճնշման տեսքով հեղուկի պոտենցիալ էներգիան վերածվում է մեխանիկական էներգիայի։
Սռնու հոսքի տուրբինի հիմնական կառուցվածքը նախագծված է, որպեսզի թույլ տա հեղուկի շարունակական հոսք՝ էներգիան արդյունահանելով:Ջերմային տուրբիններում աշխատանքային հեղուկը բարձր ջերմաստիճանի և ճնշման տակ ուղղվում է մի շարք ռոտորների միջոցով, որոնք բաղկացած են լիսեռին ամրացված պտտվող սկավառակի վրա տեղադրված անկյունային շեղբերից: Յուրաքանչյուր ռոտորային սկավառակի միջև տեղադրված են անշարժ շեղբեր, որոնք հանդես են գալիս որպես վարդակներ և ուղղորդում հեղուկի հոսքը:
Տուրբինները դասակարգվում են՝ օգտագործելով բազմաթիվ պարամետրեր, և իմպուլսների և ռեակցիաների բաժանումը հիմնված է հեղուկի էներգիան մեխանիկական էներգիայի փոխակերպելու մեթոդի վրա։ Իմպուլսային տուրբինն ամբողջությամբ մեխանիկական էներգիա է առաջացնում հեղուկի իմպուլսից, երբ հարվածում է ռոտորի շեղբերին: Ռեակցիոն տուրբինն օգտագործում է վարդակից հեղուկը՝ ստատորի անիվի վրա թափ ստեղծելու համար:
Ավելին Իմպուլս Տուրբինի մասին
Իմպուլսային տուրբինները փոխակերպում են հեղուկի էներգիան ճնշման տեսքով՝ փոխելով հեղուկի հոսքի ուղղությունը, երբ հարվածում են ռոտորի շեղբերին: Իմպուլսի փոփոխությունը հանգեցնում է տուրբինի շեղբերների վրա իմպուլսի, և ռոտորը շարժվում է:Գործընթացը բացատրվում է օգտագործելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը:
Իմպուլսային տուրբինում հեղուկի արագությունը մեծանում է՝ անցնելով մի շարք վարդակների միջով, նախքան ռոտորի շեղբերն ուղղվելը: Ստատորի շեղբերները գործում են որպես վարդակներ և մեծացնում են արագությունը՝ նվազեցնելով ճնշումը: Ավելի մեծ արագությամբ (իմպուլս) հեղուկի հոսքը այնուհետև հարվածում է ռոտորի շեղբերներին՝ իմպուլսը ռոտորի շեղբերին փոխանցելու համար: Այս փուլերի ընթացքում հեղուկի հատկությունները ենթարկվում են փոփոխությունների, որոնք բնորոշ են իմպուլսային տուրբիններին: Ճնշման անկումը ամբողջությամբ տեղի է ունենում վարդակների մեջ (այսինքն՝ ստատորներում), իսկ արագությունը զգալիորեն մեծանում է ստատորներում և նվազում է ռոտորներում: Ըստ էության, իմպուլսային տուրբինները փոխակերպում են միայն հեղուկի կինետիկ էներգիան, այլ ոչ ճնշումը։
Pelton անիվները և de Laval տուրբինները իմպուլսային տուրբինների օրինակներ են:
Ավելին ռեակցիոն տուրբինի մասին
Ռեակցիոն տուրբինները փոխակերպում են հեղուկի էներգիան ռոտորի շեղբերների վրա տեղի ունեցող ռեակցիայի միջոցով, երբ հեղուկը ենթարկվում է իմպուլսի փոփոխության:Այս գործընթացը կարելի է համեմատել հրթիռի արտանետվող գազի ռեակցիայի հետ: Ռեակցիոն տուրբինների գործընթացը լավագույնս բացատրվում է՝ օգտագործելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը:
Մի շարք վարդակներ մեծացնում են հեղուկի հոսքի արագությունը ստատորի փուլում: Սա առաջացնում է ճնշման անկում և արագության բարձրացում: Այնուհետև հեղուկի հոսքը ուղղվում է դեպի ռոտորի շեղբերները, որոնք նույնպես հանդես են գալիս որպես վարդակներ: Սա ավելի է նվազեցնում ճնշումը, բայց արագությունը նույնպես նվազում է ռոտորի շեղբերին կինետիկ էներգիայի փոխանցման արդյունքում: Ռեակցիոն տուրբիններում ոչ միայն հեղուկի կինետիկ էներգիան, այլև ճնշման տեսքով հեղուկի էներգիան վերածվում է ռոտորի լիսեռի մեխանիկական էներգիայի։
Francis տուրբինները, Kaplan տուրբինները և ժամանակակից շոգետուրբիններից շատերը պատկանում են այս կատեգորիային:
Տուրբինի ժամանակակից նախագծման մեջ շահագործման սկզբունքներն օգտագործվում են օպտիմալ էներգիա ստանալու համար, և տուրբինի բնույթն արտահայտվում է տուրբինի ռեակցիայի աստիճանով (Λ):Պարամետրը հիմնականում ռոտորի և ստատորի աստիճանի ճնշման անկման հարաբերությունն է։
Λ=(էնթալպիայի փոփոխություն ռոտորի փուլում) / (էնթալպիայի փոփոխություն ստատորի փուլում)
Ո՞րն է տարբերությունը իմպուլսային տուրբինի և ռեակցիոն տուրբինի միջև:
Իմպուլսային տուրբինում ճնշման (էնթալպիա) անկումն ամբողջությամբ տեղի է ունենում ստատորի փուլում, իսկ ռեակցիոն տուրբինի ճնշումը (էնթալպիա) նվազում է ինչպես ռոտորի, այնպես էլ ստատորի փուլերում: {Եթե հեղուկը սեղմելի է, (սովորաբար) ռեակցիոն տուրբիններում գազը ընդլայնվում է ինչպես ռոտորի, այնպես էլ ստատորի փուլերում։}
Ռեակցիոն տուրբիններն ունեն վարդակների երկու հավաքածու (ստատորում և ռոտորում), մինչդեռ իմպուլսային տուրբիններն ունեն վարդակներ միայն ստատորում:
Ռեակցիոն տուրբիններում և՛ ճնշումը, և՛ կինետիկ էներգիան վերածվում են լիսեռի էներգիայի, մինչդեռ իմպուլսային տուրբիններում միայն կինետիկ էներգիան օգտագործվում է լիսեռի էներգիա ստեղծելու համար:
Իմպուլսային տուրբինի աշխատանքը բացատրվում է Նյուտոնի երրորդ օրենքով, իսկ ռեակցիայի տուրբինները՝ օգտագործելով Նյուտոնի երկրորդ օրենքը:
