Verschil tussen Impulsturbine en Reactieturbine

Impulsturbine versus reactieturbine
 

Turbines zijn een klasse van turbomachines die worden gebruikt om de energie in een stromende vloeistof om te zetten in mechanische energie door het gebruik van rotormechanismen. Turbines zetten in het algemeen thermische of kinetische energie van de vloeistof om in werk. Gasturbines en stoomturbines zijn thermische turbomachines, waarbij het werk wordt gegenereerd door de enthalpiewisseling van de werkvloeistof; d.w.z. de potentiële energie van het fluïdum in de vorm van druk wordt omgezet in mechanische energie.

De basisstructuur van een axiale stromingsturbine is ontworpen om een ​​continue stroom van vloeistof mogelijk te maken terwijl de energie wordt geëxtraheerd. Bij thermische turbines wordt het arbeidsfluïdum bij hoge temperatuur en druk door een reeks rotoren geleid bestaande uit schuine bladen die zijn gemonteerd op een roterende schijf die is bevestigd aan de schacht. Tussen elke rotorschijven zijn stationaire bladen gemonteerd, die als mondstukken fungeren en de vloeistofstroom geleiden.

Turbines worden geclassificeerd met behulp van veel parameters, en de impuls en reactie divisie is gebaseerd op de methode van het omzetten van de energie van een vloeistof in mechanische energie. Een impulsturbine genereert mechanische energie volledig van de impuls van het fluïdum bij botsing op de rotorbladen. Een reactieturbine gebruikt het fluïdum uit het mondstuk om impulsen te creëren op het statorwiel.

Meer over Impulse Turbine

Impulsturbines zetten de energie van het fluïdum in de vorm van druk om door de richting van de fluïdumstroom te veranderen wanneer deze op de rotorbladen wordt geraakt. De verandering in het momentum resulteert in een impuls op de turbinebladen en de rotor beweegt. Het proces wordt uitgelegd aan de hand van de tweede wet van newton.

In een impulsturbine wordt de snelheid van het fluïdum verhoogd door een reeks mondstukken te passeren voordat deze naar de rotorbladen worden geleid. De statorbladen werken als de spuitmonden en verhogen de snelheid door de druk te verlagen. Vloeistofstroom met hogere snelheid (momentum) botst vervolgens met de rotorbladen om het momentum over te brengen op de rotorbladen. Tijdens deze fasen ondergaan de vloeistofeigenschappen veranderingen die karakteristiek zijn voor de impulsturbines. De drukval treedt volledig op in de spuitmonden (d.w.z. de stators), en de snelheid neemt aanzienlijk toe in de stators en daalt in de rotors. In wezen zetten de impulsturbines alleen de kinetische energie van vloeistof om, niet de druk.

Pelton-wielen en de Laval-turbines zijn voorbeelden van de impulsturbines.

Meer over reactieturbine

Reactieturbines zetten de energie van het fluïdum om door de reactie op de rotorbladen, wanneer het fluïdum een ​​verandering in momentum ondergaat. Dit proces kan worden vergeleken met de reactie op een raket door het uitlaatgas van de raket. Het proces van de reactieturbines wordt het beste uitgelegd aan de hand van de tweede wet van Newton.

Een reeks mondstukken verhoogt de snelheid van de vloeistofstroom in de statorstand. Dit creëert een drukval en een toename in snelheid. Vervolgens wordt de vloeistofstroom naar de rotorbladen geleid, die ook als mondstukken werken. Dit vermindert de druk verder, maar de snelheid daalt ook als gevolg van de overdracht van kinetische energie aan rotorbladen. In reactieturbines wordt niet alleen de kinetische energie van het fluïdum, maar ook de energie in het fluïdum in de vorm van druk omgezet in mechanische energie van de rotoras.

Francis-turbine, Kaplan-turbine en veel van de moderne stoomturbines behoren tot deze categorie.

In moderne turbinebouw worden werkingsprincipes gebruikt om een ​​optimale energieoutput te genereren en de aard van de turbine wordt uitgedrukt door de mate van reactie (Λ) van de turbine. De parameter is in feite de verhouding tussen de drukval in de rotorfase en de statorstand.

Λ = (enthalpieverandering in de rotorfase) / (enthalpieverandering in de statorstand)

Wat is het verschil tussen Impulse Turbine en de Reactieturbine?

In een impulsturbine komt de druk (enthalpie) druppel volledig voor in de statorstand en in reactie komt de turbinedruk (enthalpie) in zowel rotor- als statortrappen. Als de vloeistof samendrukbaar is, expandeert (meestal) het gas in zowel rotor- als statortrappen in reactieturbines.

De reactieturbines hebben twee sets spuitmonden (in de stator en de rotor), terwijl impulsturbines alleen in de stator spuitmonden hebben.

In reactieturbines worden zowel druk als kinetische energie omgezet in schachtenergie, terwijl in impulsturbines alleen de kinetische energie wordt gebruikt om schachtenergie te genereren.

De werking van de impulsturbine wordt uitgelegd met behulp van de derde wet van Newton en de reactieturbines worden uitgelegd met behulp van de tweede wet van Newton.