Impuls turbinasi va reaksiya turbinasi
Turbinalar rotor mexanizmlari yordamida oqayotgan suyuqlikdagi energiyani mexanik energiyaga aylantirish uchun ishlatiladigan turbo-mashinalar sinfidir. Turbinalar, umuman olganda, suyuqlikning issiqlik yoki kinetik energiyasini ishga aylantiradi. Gaz turbinalari va bug 'turbinalari termal turbo mashinalar bo'lib, bu erda ish ishchi suyuqlikning entalpiyasi o'zgarishidan hosil bo'ladi; ya'ni suyuqlikning bosim ko'rinishidagi potentsial energiyasi mexanik energiyaga aylanadi.
Aksial oqim turbinasining asosiy tuzilishi energiyani olish vaqtida suyuqlikning uzluksiz oqishini ta'minlash uchun mo'ljallangan. Termal turbinalarda yuqori harorat va bosimdagi ishchi suyuqlik milga biriktirilgan aylanadigan diskka o'rnatilgan burchakli pichoqlardan tashkil topgan bir qator rotorlar orqali yo'n altiriladi. Har bir rotor disklari orasiga nozul vazifasini bajaradigan va suyuqlik oqimini boshqaradigan statsionar pichoqlar o'rnatilgan.
Turbinalar koʻpgina parametrlar boʻyicha tasniflanadi va impuls va reaksiya boʻlinishi suyuqlik energiyasini mexanik energiyaga aylantirish usuliga asoslanadi. Impuls turbinasi rotor pichoqlariga ta'sir qilganda suyuqlikning impulsidan butunlay mexanik energiya hosil qiladi. Reaksiya turbinasi stator g‘ildiragida impuls hosil qilish uchun ko‘krakdagi suyuqlikdan foydalanadi.
Impuls turbinasi haqida batafsil
Impuls turbinalari rotor pichoqlariga ta'sir qilganda suyuqlik oqimining yo'nalishini o'zgartirib, suyuqlik energiyasini bosim shaklida aylantiradi. Impulsning o'zgarishi turbinaning qanotlarida impulsga olib keladi va rotor harakatlanadi. Jarayon Nyutonning ikkinchi qonuni yordamida tushuntirilgan.
Impulsli turbinada suyuqlikning tezligi rotor pichoqlariga yo'n altirilgunga qadar bir qator nozullardan o'tib ortadi. Stator pichoqlari nozullar vazifasini bajaradi va bosimni kamaytirish orqali tezlikni oshiradi. Yuqori tezlikka (momentum) ega bo'lgan suyuqlik oqimi, keyin impulsni rotor pichoqlariga o'tkazish uchun rotor pichoqlari bilan ta'sir qiladi. Ushbu bosqichlarda suyuqlik xususiyatlari impuls turbinalariga xos bo'lgan o'zgarishlarga uchraydi. Bosimning pasayishi nozullarda (ya'ni statorlarda) butunlay sodir bo'ladi va statorlarda tezlik sezilarli darajada oshadi va rotorlarda tushadi. Aslini olganda, impuls turbinalari bosimni emas, faqat suyuqlikning kinetik energiyasini aylantiradi.
Pelton g'ildiraklari va de Laval turbinalari impuls turbinalariga misoldir.
Reaktsiya turbinasi haqida batafsil
Reaktsiya turbinalari suyuqlikning tezligini o'zgartirganda, rotor pichoqlaridagi reaktsiya orqali suyuqlik energiyasini aylantiradi. Bu jarayonni raketaning chiqindi gazining raketadagi reaksiyasi bilan solishtirish mumkin. Reaksiya turbinalari jarayoni Nyutonning ikkinchi qonuni yordamida eng yaxshi tushuntiriladi.
Bir qator nozullar stator bosqichida suyuqlik oqimining tezligini oshiradi. Bu bosimning pasayishi va tezlikning oshishiga olib keladi. Keyin suyuqlik oqimi rotor pichoqlariga yo'n altiriladi, ular ham nozullar vazifasini bajaradi. Bu bosimni yanada pasaytiradi, lekin kinetik energiyani rotor pichoqlariga o'tkazish natijasida tezlik ham tushadi. Reaksion turbinalarda suyuqlikning nafaqat kinetik energiyasi, balki suyuqlikdagi bosim ko'rinishidagi energiya ham rotor milining mexanik energiyasiga aylanadi.
Frensis turbinasi, Kaplan turbinasi va koʻplab zamonaviy bugʻ turbinalari shu toifaga tegishli.
Zamonaviy turbina konstruksiyasida optimal energiya ishlab chiqarish uchun ishlash tamoyillaridan foydalaniladi va turbinaning tabiati turbinaning reaksiya darajasi (l) bilan ifodalanadi. Parametr asosan rotor bosqichidagi bosimning pasayishi va stator bosqichi o'rtasidagi nisbatdir.
l=(rotor bosqichida entalpiya o'zgarishi) / (stator bosqichida entalpiya o'zgarishi)
Impuls turbinasi va reaksiya turbinasi oʻrtasidagi farq nima?
Impulsli turbinada bosim (entalpiya) pasayishi stator bosqichida to'liq sodir bo'ladi va reaksiyada turbinaning bosimi (entalpiya) ham rotor, ham stator bosqichlarida tushadi. {Agar suyuqlik siqiladigan bo'lsa, (odatda) gaz reaksiya turbinalarida ham rotor, ham stator bosqichlarida kengayadi.}
Reaksiya turbinalarida ikkita nozullar mavjud (stator va rotorda), impuls turbinalarida esa faqat statorda nozullar mavjud.
Reaksiya turbinalarida bosim ham, kinetik energiya ham mil energiyasiga aylanadi, impulsli turbinalarda esa faqat kinetik energiya mil energiyasini hosil qilish uchun ishlatiladi.
Impuls turbinasining ishlashi Nyutonning uchinchi qonuni, reaksiya turbinalari esa Nyutonning ikkinchi qonuni yordamida tushuntirilgan.
