Импульстук турбинага каршы Реакция турбинасы
Турбиналар – ротор механизмдерин колдонуу менен агып жаткан суюктуктагы энергияны механикалык энергияга айландыруу үчүн колдонулуучу турбо машиналар классы. Турбиналар, жалпысынан, суюктуктун жылуулук же кинетикалык энергиясын ишке айландырышат. Газ турбиналары жана буу турбиналары - жумушчу суюктуктун энтальпиясынын өзгөрүшүнөн иш пайда болгон жылуулук турбо машиналар; башкача айтканда суюктуктун басым түрүндөгү потенциалдык энергиясы механикалык энергияга айланат.
Октук агым турбинанын негизги түзүлүшү энергияны алууда суюктуктун үзгүлтүксүз агымын камсыз кылуу үчүн иштелип чыккан. Термикалык турбиналарда жумушчу суюктук жогорку температурадагы жана басымдагы валга бекитилген айлануучу дискке орнотулган бурчтуу калпактардан турган бир катар роторлор аркылуу багытталат. Ар бир ротор дисктеринин ортосунда соплолордун милдетин аткарып, суюктуктун агымын жетектеген стационардык бычактар орнотулган.
Турбиналар көптөгөн параметрлерди колдонуу менен классификацияланат жана импульстук жана реакциялык бөлүнүү суюктуктун энергиясын механикалык энергияга айландыруу ыкмасына негизделген. Импульстук турбина ротордун кашыктарына тийгенде суюктуктун импульсунан толугу менен механикалык энергияны жаратат. Реакция турбинасы статор дөңгөлөкүндө импульс түзүү үчүн соплодогу суюктукту колдонот.
Импульс турбинасы жөнүндө көбүрөөк маалымат
Импульстук турбиналар суюктуктун энергиясын басым түрүндөгү суюктуктун агымынын багытын өзгөртүү менен ротордун калпактарына урганда айлантат. Импульстун өзгөрүшү турбинанын кабактарына импульс алып келет жана ротор кыймылдайт. Процесс Ньютондун экинчи мыйзамы аркылуу түшүндүрүлөт.
Импульстук турбинада суюктуктун ылдамдыгы ротордун кабактарына багытталгандан мурун бир катар саптамалардан өтүү аркылуу жогорулатылат. Статордун лопаткалары соплолордун ролун аткарат жана басымды азайтуу аркылуу ылдамдыкты жогорулатат. Ылдамдыгы жогору суюктуктун агымы (импульс) андан кийин ротордун лопаткаларына импульсту өткөрүп берүү үчүн ротордун локаларына таасир этет. Бул этаптарда суюктуктун касиеттери импульстук турбиналарга мүнөздүү өзгөрүүлөргө дуушар болот. Басымдын төмөндөшү саптамаларда (б.а. статорлордо) толугу менен пайда болот, ал эми статорлордо ылдамдык бир топ жогорулап, роторлордо төмөндөйт. Негизи, импульстук турбиналар басымды эмес, суюктуктун кинетикалык энергиясын гана айлантат.
Пелтон дөңгөлөктөрү жана де Лавал турбиналары импульстук турбиналардын мисалы болуп саналат.
Реакция турбинасы жөнүндө көбүрөөк маалымат
Реакция турбиналары суюктук импульстун өзгөрүшүнө дуушар болгондо, ротордун пластинкасындагы реакция аркылуу суюктуктун энергиясын айлантат. Бул процессти ракетадан чыккан газдын ракетадагы реакциясы менен салыштырууга болот. Реакция турбиналарынын процесси Ньютондун экинчи мыйзамын колдонуу менен эң жакшы түшүндүрүлөт.
Бир катар саптамалар статор баскычындагы суюктуктун агымынын ылдамдыгын жогорулатат. Бул басымдын төмөндөшүн жана ылдамдыгын жогорулатат. Андан кийин суюктуктун агымы ротордун лопаткаларына багытталат, алар да соплолордун ролун аткарышат. Бул басымды дагы төмөндөтөт, бирок кинетикалык энергиянын ротордун канаттарына өтүшүнүн натыйжасында ылдамдык да төмөндөйт. Реакция турбиналарында суюктуктун кинетикалык энергиясы гана эмес, басым түрүндөгү суюктуктагы энергия да ротордун валынын механикалык энергиясына айланат.
Francis турбинасы, Каплан турбинасы жана көптөгөн заманбап буу турбиналары ушул категорияга кирет.
Заманбап турбинанын конструкциясында иштөө принциптери оптималдуу энергия өндүрүү үчүн колдонулат жана турбинанын табияты турбинанын реакциясынын даражасы (Λ) менен көрсөтүлөт. Параметр негизинен ротор баскычындагы басымдын төмөндөшү менен статор баскычынын ортосундагы катыш.
Λ=(ротор стадиясында энтальпиянын өзгөрүшү) / (статор стадиясында энтальпиянын өзгөрүшү)
Импульстук турбинанын реакциялык турбинанын ортосунда кандай айырма бар?
Импульстук турбинада басымдын (энтальпиянын) төмөндөшү статор стадиясында толугу менен болот, ал эми реакцияда турбинанын басымы (энтальпия) ротордук да, статордун да баскычтарында төмөндөйт. {Эгер суюктук кысылган болсо, (адатта) газ реакция турбиналарында ротордук жана статор баскычтарында тең кеңейет.}
Реакция турбиналарында соплолордун эки топтому (статордо жана ротордо), ал эми импульстук турбиналарда статордо гана бар.
Реакция турбиналарында басым да, кинетикалык энергия да валдын энергиясына айланат, ал эми импульстук турбиналарда вал энергиясын өндүрүү үчүн кинетикалык энергия гана колдонулат.
Импульстук турбинанын иштеши Ньютондун үчүнчү мыйзамы, ал эми реакция турбиналары Ньютондун экинчи мыйзамы аркылуу түшүндүрүлөт.
