Sự khác biệt giữa tuabin xung và tuabin phản ứng

Tua bin Impulse vs Tua bin phản ứng
 

Tua bin là một lớp máy móc turbo được sử dụng để chuyển đổi năng lượng trong chất lỏng chảy thành năng lượng cơ học bằng cách sử dụng các cơ cấu cánh quạt. Tua bin, nói chung, chuyển đổi năng lượng nhiệt hoặc động năng của chất lỏng thành công việc. Tua bin khí và tua bin hơi là máy móc turbo nhiệt, trong đó công việc được tạo ra từ sự thay đổi entanpy của chất lỏng làm việc; tức là năng lượng tiềm tàng của chất lỏng dưới dạng áp suất được chuyển đổi thành năng lượng cơ học.

Cấu trúc cơ bản của tuabin dòng trục được thiết kế để cho phép dòng chất lỏng chảy liên tục trong khi trích xuất năng lượng. Trong các tuabin nhiệt, chất lỏng làm việc ở nhiệt độ cao và áp suất được dẫn qua một loạt các cánh quạt bao gồm các lưỡi góc được gắn trên một đĩa quay được gắn vào trục. Ở giữa mỗi đĩa rôto, các lưỡi cố định được gắn, hoạt động như vòi phun và dẫn hướng dòng chất lỏng.

Tua bin được phân loại bằng nhiều tham số, và sự phân chia xung và phản ứng dựa trên phương pháp chuyển đổi năng lượng của chất lỏng thành năng lượng cơ học. Tua bin xung tạo ra năng lượng cơ học hoàn toàn từ xung của chất lỏng khi tác động lên các cánh quạt. Tua bin phản ứng sử dụng chất lỏng từ vòi phun để tạo động lượng trên bánh xe stato.

Thông tin thêm về tuabin Impulse

Tua bin xung chuyển đổi năng lượng của chất lỏng dưới dạng áp suất bằng cách thay đổi hướng của dòng chất lỏng khi bị tác động lên các cánh quạt. Sự thay đổi động lượng dẫn đến một xung lực trên các cánh tuabin và rôto di chuyển. Quá trình này được giải thích bằng luật thứ hai newtons.

Trong một tuabin xung lực, vận tốc của chất lỏng được tăng lên bằng cách đi qua một loạt các vòi phun trước khi được dẫn tới các cánh quạt. Các lưỡi stato đóng vai trò là vòi phun và tăng vận tốc bằng cách giảm áp suất. Dòng chất lỏng với vận tốc (động lượng) cao hơn sau đó tác động với các cánh quạt, để truyền động lượng tới các cánh quạt. Trong các giai đoạn này, các tính chất của chất lỏng trải qua những thay đổi đặc trưng cho các tuabin xung lực. Sự sụt giảm áp suất xảy ra hoàn toàn trong các vòi phun (tức là các stator), và vận tốc tăng đáng kể trong các stator và giảm trong các cánh quạt. Về bản chất, các tuabin xung chỉ chuyển đổi động năng của chất lỏng chứ không phải áp suất.

Bánh xe Pelton và tua bin de Laval là ví dụ của tuabin xung lực.

Thông tin thêm về Tua bin phản ứng

Tua bin phản ứng chuyển đổi năng lượng của chất lỏng bằng phản ứng trên các cánh quạt, khi chất lỏng trải qua sự thay đổi động lượng. Quá trình này có thể được so sánh với phản ứng trên tên lửa bằng khí thải của tên lửa. Quá trình của các tuabin phản ứng được giải thích tốt nhất bằng định luật thứ hai của Newton.

Một loạt các vòi phun làm tăng vận tốc của dòng chất lỏng trong giai đoạn stato. Điều này tạo ra sự sụt giảm áp suất và tăng vận tốc. Sau đó, dòng chất lỏng được hướng đến các cánh quạt, cũng hoạt động như vòi phun. Điều này tiếp tục làm giảm áp suất, nhưng vận tốc cũng giảm do chuyển động năng sang các cánh quạt. Trong các tua bin phản ứng, không chỉ động năng của chất lỏng, mà cả năng lượng trong chất lỏng dưới dạng áp suất được chuyển thành năng lượng cơ học của trục rôto.

Tua bin Francis, tuabin Kaplan và nhiều tuabin hơi hiện đại thuộc loại này.

Trong thiết kế tuabin hiện đại, các nguyên lý hoạt động được sử dụng để tạo ra năng lượng tối ưu và bản chất của tuabin được thể hiện bằng mức độ phản ứng (Λ) của tuabin. Thông số về cơ bản là tỷ lệ giữa độ sụt áp trong giai đoạn rôto và giai đoạn stato.

= (Thay đổi entanpy trong giai đoạn rôto) / (thay đổi entanpy trong giai đoạn stato)

Sự khác biệt giữa tuabin Impulse và tuabin phản ứng?

Trong một tuabin xung lực, sự sụt áp (entanpy) xảy ra hoàn toàn ở giai đoạn stato và trong áp suất tuabin phản ứng (entanpy) giảm ở cả hai giai đoạn rôto và stato. Nếu chất lỏng có thể nén được, (thường), khí sẽ nở ra ở cả hai giai đoạn rôto và stato trong các tua bin phản ứng.

Tua bin phản ứng có hai bộ vòi phun (ở stato và rôto) trong khi tua bin xung chỉ có vòi phun trong stato.

Trong các tua bin phản ứng, cả áp suất và động năng đều được chuyển đổi thành năng lượng trục trong khi, trong các tuabin xung lực, chỉ có động năng được sử dụng để tạo ra năng lượng trục.

Hoạt động của tuabin xung được giải thích bằng định luật thứ ba của Newton và các tuabin phản ứng được giải thích bằng định luật thứ hai của Newton.