Perbezaan antara turbin impuls dan turbin tindak balas

Turbin impuls vs turbin reaksi
 

Turbin adalah kelas jentera turbo yang digunakan untuk menukar tenaga dalam cecair yang mengalir ke dalam tenaga mekanikal dengan menggunakan mekanisme pemutar. Turbin, secara umum, menukar tenaga termal atau kinetik cecair ke dalam kerja. Turbin gas dan turbin stim adalah jentera turbo termal, di mana kerja dihasilkan dari perubahan entalpi cecair kerja; i.e. tenaga berpotensi cecair dalam bentuk tekanan ditukar menjadi tenaga mekanikal.

Struktur asas turbin aliran paksi direka untuk membolehkan aliran cecair berterusan sambil mengekstrak tenaga. Dalam turbin terma, cecair kerja pada suhu yang tinggi dan tekanan diarahkan melalui satu siri rotor yang terdiri daripada bilah bersudut yang dipasang pada cakera berputar yang dipasang pada aci. Di antara setiap cakera pemutar, bilah pegun dipasang, yang bertindak sebagai muncung dan membimbing aliran bendalir.

Turbin diklasifikasikan menggunakan banyak parameter, dan bahagian impuls dan tindak balas didasarkan pada kaedah menukar tenaga cecair ke dalam tenaga mekanikal. Turbin impuls menjana tenaga mekanikal sepenuhnya dari dorongan bendalir apabila memberi kesan kepada bilah pemutar. Turbin tindak balas menggunakan cecair dari muncung untuk membuat momentum pada roda stator.

Lebih banyak mengenai turbin impuls

Turbin impuls menukar tenaga cecair dalam bentuk tekanan dengan mengubah arah aliran bendalir apabila terjejas pada bilah pemutar. Perubahan dalam momentum mengakibatkan impuls pada bilah turbin dan bergerak pemutar. Prosesnya dijelaskan menggunakan undang -undang kedua Newtons.

Dalam turbin impuls, halaju bendalir meningkat dengan melewati satu siri muncung sebelum diarahkan ke bilah pemutar. Bilah pemegun bertindak sebagai muncung dan meningkatkan halaju dengan mengurangkan tekanan. Aliran cecair dengan halaju yang lebih tinggi (momentum) kemudian memberi kesan kepada bilah pemutar, untuk memindahkan momentum ke bilah pemutar. Semasa peringkat ini, sifat bendalir menjalani perubahan yang ciri -ciri turbin impuls. Kejatuhan tekanan berlaku sepenuhnya dalam muncung (i.e stator), dan halaju meningkat dengan ketara dalam stator dan jatuh ke dalam rotor. Pada dasarnya, turbin impuls hanya menukar tenaga kinetik cecair, bukan tekanan.

Roda Pelton dan turbin de laval adalah contoh turbin impuls.

Lebih banyak mengenai turbin reaksi

Turbin tindak balas menukar tenaga bendalir dengan tindak balas pada bilah pemutar, apabila cecair mengalami perubahan momentum. Proses ini dapat dibandingkan dengan reaksi pada roket oleh gas ekzos roket. Proses turbin reaksi terbaik dijelaskan menggunakan undang -undang kedua Newton.

Satu siri muncung meningkatkan halaju aliran bendalir di peringkat stator. Ini menimbulkan kejatuhan tekanan dan peningkatan halaju. Kemudian aliran bendalir diarahkan ke bilah pemutar, yang juga bertindak sebagai muncung. Ini seterusnya mengurangkan tekanan, tetapi halaju juga jatuh akibat pemindahan tenaga kinetik ke bilah pemutar. Dalam turbin tindak balas, bukan sahaja tenaga kinetik bendalir, tetapi juga tenaga dalam cecair dalam bentuk tekanan ditukar menjadi tenaga mekanikal aci pemutar.

Francis Turbin, Turbin Kaplan, dan banyak turbin stim moden tergolong dalam kategori ini.

Dalam reka bentuk turbin moden, prinsip operasi digunakan untuk menjana output tenaga yang optimum dan sifat turbin dinyatakan oleh tahap tindak balas (λ) turbin. Parameter pada dasarnya adalah nisbah antara penurunan tekanan di peringkat pemutar dan tahap stator.

Λ = (entalpi perubahan dalam peringkat pemutar) / (Perubahan entalpi di peringkat stator)

Apakah perbezaan antara turbin impuls dan turbin tindak balas?

Dalam turbin impuls, tekanan (entalpi) kejatuhan berlaku sepenuhnya di peringkat stator, dan dalam tekanan turbin reaksi (entalpi) jatuh di kedua -dua peringkat pemutar dan stator. Sekiranya cecair boleh dimampatkan, (biasanya) gas mengembang di peringkat pemutar dan stator dalam turbin tindak balas.

Turbin tindak balas mempunyai dua set muncung (dalam stator dan pemutar) manakala turbin impuls hanya mempunyai muncung hanya di stator.

Dalam turbin tindak balas, kedua -dua tekanan dan tenaga kinetik ditukar kepada tenaga aci manakala, dalam turbin impuls, hanya tenaga kinetik yang digunakan untuk menjana tenaga aci.

Operasi turbin impuls dijelaskan menggunakan undang -undang ketiga Newton, dan turbin reaksi dijelaskan menggunakan undang -undang kedua Newton.