Forskel mellem impulsturbin og reaktionsturbin

Impulsturbin mod reaktionsturbin
 

Turbiner er en klasse af turbomaskiner, der bruges til at konvertere energien i en flydende væske til mekanisk energi ved hjælp af rotormekanismer. Turbiner konverterer enten væskeens termiske eller kinetiske energi til arbejde. Gasturbiner og dampturbiner er termiske turbomaskiner, hvor arbejdet genereres fra entalpiændring af arbejdsvæsken; dvs. den potentielle energi af væsken i form af tryk omdannes til mekanisk energi.

Den grundlæggende struktur i en aksial strømningsturbin er designet til at tillade en kontinuerlig strøm af væske, mens energiudvindingen trækkes ud. I termiske turbiner ledes arbejdsfluid ved en høj temperatur og et tryk gennem en række rotorer, der består af vinklede klinger monteret på en roterende skive fastgjort til skaftet. Mellem hver rotordisk er der monteret stationære klinger, der fungerer som dyser og styrer væskestrømmen.

Turbiner klassificeres ved hjælp af mange parametre, og impuls- og reaktionsdelingen er baseret på metoden til at konvertere en væskes energi til mekanisk energi. En impulsturbin genererer mekanisk energi fuldstændigt fra væskens impuls, når det påvirker rotorbladene. En reaktionsturbin bruger væsken fra dysen til at skabe momentum på statorhjulet.

Mere om Impulsturbin

Impulsturbiner omdanner væskens energi i form af tryk ved at ændre fluidstrømningsretningen, når den påvirkes af rotorbladene. Ændringen i momentum resulterer i en impuls på turbinebladene, og rotoren bevæger sig. Processen forklares ved hjælp af newtons anden lov.

I en impulsturbin øges hastigheden af ​​væsken ved at passere gennem en række dyser, før den ledes til rotorbladene. Statorbladene fungerer som dyserne og øger hastigheden ved at reducere trykket. Fluidstrøm med højere hastighed (momentum) påvirker derefter rotorblade for at overføre momentum til rotorblade. I disse stadier gennemgår fluidegenskaberne ændringer, der er karakteristiske for impulsturbinerne. Trykfaldet forekommer fuldstændigt i dyserne (dvs. statorerne), og hastigheden øges markant i statorerne og falder i rotorerne. I det væsentlige konverterer impulsturbinerne kun den kinetiske energi fra væske, ikke trykket.

Pelton-hjul og de Laval-turbiner er eksempler på impulsturbinerne.

Mere om reaktionsturbin

Reaktionsturbiner omdanner væskens energi ved reaktionen på rotorbladene, når væsken gennemgår en ændring i momentum. Denne proces kan sammenlignes med reaktionen på en raket ved hjælp af raketten. Processen med reaktionsturbinerne forklares bedst ved hjælp af Newtons anden lov.

En række dyser øger hastigheden af ​​væskestrømmen i statortrinnet. Dette skaber et trykfald og en stigning i hastigheden. Derefter ledes fluidstrømmen til rotorbladene, der også fungerer som dyser. Dette reducerer trykket yderligere, men hastigheden falder også som et resultat af overførsel af kinetisk energi til rotorblade. I reaktionsturbiner omdannes ikke kun væskens kinetiske energi, men også energien i væsken i form af tryk til mekanisk energi i rotorakslen.

Francis-turbine, Kaplan-turbine og mange af de moderne dampturbiner hører til denne kategori.

I moderne turbinkonstruktion bruges driftsprincipper til at generere optimal energiydelse, og turbinenes art udtrykkes af graden af ​​reaktion (Λ) af turbinen. Parameteren er dybest set forholdet mellem trykfaldet i rotortrinnet og statortrinnet.

Λ = (entalpiændring i rotortrinet) / (entalpiændring i statortrinnet)

Hvad er forskellen mellem Impulsturbin og Reaktionsturbin?

I en impulsturbin forekommer trykfald (enthalpi) fuldstændigt i statortrinnet, og i reaktionsturbintryk (entalpi) falder i både rotor- og statortrin. Hvis væsken er komprimerbar, ekspanderes (normalt) gassen i både rotor- og statortrin i reaktionsturbiner.

Reaktionsturbinerne har to sæt dyser (i stator og rotor), mens impulsturbiner kun har dyser i statoren.

I reaktionsturbiner omdannes både tryk og kinetisk energi til akslenergi, mens der i impulsturbiner kun den kinetiske energi bruges til at generere skaftenergi.

Funktionen af ​​impulsturbin forklares ved hjælp af Newtons tredje lov, og reaktionsturbinerne forklares ved hjælp af Newtons anden lov.