Unterschied zwischen Impulsturbine und Reaktionsturbine

Impulsturbine vs. Reaktionsturbine
 

Turbinen sind eine Klasse von Turbomaschinen, mit deren Hilfe die Energie eines strömenden Fluids durch den Einsatz von Rotormechanismen in mechanische Energie umgewandelt wird. Turbinen wandeln im Allgemeinen entweder thermische oder kinetische Energie der Flüssigkeit in Arbeit um. Gasturbinen und Dampfturbinen sind thermische Turbomaschinen, bei denen die Arbeit durch die Enthalpieänderung des Arbeitsmediums erzeugt wird; die potentielle Energie des Fluids in Form von Druck wird in mechanische Energie umgewandelt.

Der Grundaufbau einer Axialturbine ist so ausgelegt, dass ein kontinuierlicher Flüssigkeitsstrom ermöglicht wird, während die Energie abgeführt wird. In thermischen Turbinen wird das Arbeitsfluid bei einer hohen Temperatur und einem Druck durch eine Reihe von Rotoren geleitet, die aus abgewinkelten Schaufeln bestehen, die an einer an der Welle angebrachten Drehscheibe angebracht sind. Zwischen jeder Rotorscheibe sind stationäre Schaufeln montiert, die als Düsen wirken und den Fluidstrom leiten.

Turbinen werden anhand vieler Parameter klassifiziert, und die Impuls- und Reaktionsteilung basiert auf der Methode, die Energie eines Fluids in mechanische Energie umzuwandeln. Eine Impulsturbine erzeugt beim Auftreffen auf die Rotorblätter vollständig mechanische Energie aus dem Impuls der Flüssigkeit. Eine Reaktionsturbine verwendet das Fluid aus der Düse, um auf dem Statorrad einen Impuls zu erzeugen.

Mehr über Impulsturbine

Impulsturbinen wandeln die Energie des Fluids in Form von Druck um, indem sie die Richtung des Fluidstroms ändern, wenn sie auf die Rotorblätter auftreffen. Die Änderung des Impulses führt zu einem Impuls auf die Turbinenschaufeln und der Rotor bewegt sich. Der Vorgang wird anhand des Newton-Sekundengesetzes erläutert.

In einer Impulsturbine wird die Geschwindigkeit der Flüssigkeit erhöht, indem sie durch eine Reihe von Düsen geleitet wird, bevor sie zu den Rotorblättern geleitet wird. Die Statorschaufeln fungieren als Düsen und erhöhen die Geschwindigkeit, indem sie den Druck reduzieren. Ein Fluidstrom mit höherer Geschwindigkeit (Impuls) schlägt dann auf die Rotorblätter auf, um das Moment auf die Rotorblätter zu übertragen. Während dieser Stufen unterliegen die Fluideigenschaften Veränderungen, die für die Impulsturbinen charakteristisch sind. Der Druckabfall tritt vollständig in den Düsen (d. H. Den Statoren) auf, und die Geschwindigkeit steigt in den Statoren signifikant an und fällt in den Rotoren ab. Im Wesentlichen wandeln die Impulsturbinen nur die kinetische Energie der Flüssigkeit um, nicht den Druck.

Peltonräder und Turbinen von de Laval sind Beispiele für Impulsturbinen.

Mehr über die Reaktionsturbine

Reaktionsturbinen wandeln die Energie des Fluids durch Reaktion auf die Rotorblätter um, wenn das Fluid eine Impulsänderung erfährt. Dieser Vorgang kann mit der Reaktion einer Rakete durch das Abgas der Rakete verglichen werden. Der Prozess der Reaktionsturbinen lässt sich am besten mit dem zweiten Newtonschen Gesetz erklären.

Eine Reihe von Düsen erhöht die Geschwindigkeit des Fluidstroms in der Statorstufe. Dies führt zu einem Druckabfall und einer Erhöhung der Geschwindigkeit. Dann wird der Fluidstrom zu den Rotorblättern geleitet, die auch als Düsen wirken. Dies reduziert den Druck weiter, aber die Geschwindigkeit fällt auch aufgrund der Übertragung von kinetischer Energie auf Rotorblätter ab. In Reaktionsturbinen wird nicht nur die kinetische Energie des Fluids, sondern auch die Energie in Form des Drucks in Fluid in mechanische Energie der Rotorwelle umgewandelt.

Francis-Turbinen, Kaplanturbinen und viele moderne Dampfturbinen gehören zu dieser Kategorie.

Beim modernen Turbinendesign werden Betriebsprinzipien verwendet, um eine optimale Energieabgabe zu erzeugen, und die Art der Turbine wird durch den Reaktionsgrad (Λ) der Turbine ausgedrückt. Der Parameter ist im Wesentlichen das Verhältnis zwischen dem Druckabfall in der Rotorstufe und der Statorstufe.

Λ = (Enthalpieänderung in der Rotorstufe) / (Enthalpieänderung in der Statorstufe)

Was ist der Unterschied zwischen Impulsturbine und Reaktionsturbine??

In einer Impulsturbine tritt der Druckabfall (Enthalpie) vollständig in der Statorstufe auf und im Reaktionsturbinendruck (Enthalpie) sowohl in der Rotor- als auch der Statorstufe. Wenn die Flüssigkeit kompressibel ist, dehnt sich das Gas (normalerweise) sowohl in der Rotor- als auch in der Statorstufe in Reaktionsturbinen aus.

Die Reaktionsturbinen haben zwei Sätze von Düsen (im Stator und Rotor), während Impulsturbinen nur im Stator Düsen haben.

In Reaktionsturbinen werden sowohl Druck als auch kinetische Energie in Wellenenergie umgewandelt, während in Impulsturbinen nur die kinetische Energie zur Erzeugung von Wellenenergie verwendet wird.

Der Betrieb der Impulsturbine wird unter Verwendung des dritten Gesetzes von Newton erklärt, und die Reaktionsturbinen werden unter Verwendung des zweiten Gesetzes von Newton erläutert.