Турбины наиболее часто используются во всем мире. В основном они используются на гидроэлектростанциях для производства электроэнергии. В зависимости от лопастей рабочего колеса и воды, протекающей через рабочее колесо, турбины делятся на два типа, т.е. реакционные и импульсные турбины.
В предыдущей статье мы рассмотрели импульсные турбины. Поэтому в этой статье мы расскажем о работе, типах и применении реакционной турбины.
Что такое реактивная турбина?
Реактивная турбина генерирует крутящий момент в ответ на давление и вес жидкости. Реакционная турбина имеет неподвижные лопасти ротора и вращающееся сопло.
Третий закон движения Ньютона (действия и реакции равны, но противоположны по направлению) описывает работу реактивной турбины (RT). Она производит силу за счет движения воды по неподвижным лопастям.
В случае реакционной турбины вода сначала ударяется о ротор, а затем о сопло. Эти турбины лучше всего подходят для низких и средних расходов напора.
В то время как импульсные турбины используются для высоких скоростей потока. Кроме того, в случае импульсной турбины (IT) вода сначала попадает в неподвижное сопло, а затем ударяется о лопасти ротора.
Реактивные турбины имеют много типов, которые мы обсудим в следующем разделе, но ветровая турбина является наиболее распространенным типом.
Принцип работы реактивной турбины
Реактивная турбина имеет очень простой принцип работы, который приведен ниже на примере.
Использование ротора с движущимся соплом и воды под высоким давлением, выходящей из сопла, поможет нам хорошо понять принцип работы реактивной турбины. На сопло действует сила реакции, когда вода выходит из сопла. Эта сила реакции заставляет ротор вращаться с высокой скоростью.
Аналогичным образом, в реактивной турбине сила реакции создается движущейся жидкостью на лопастях бегунка. Сила реакции, возникающая на лопастях рабочего колеса, заставляет его вращаться. После прохождения воды через лопасти рабочего колеса вода попадает в дренаж и, наконец, в хвостовую часть.
Работа реактивной турбины
Реакционная турбина работает на основе третьего закона Ньютона.
Когда реактивная турбина начинает работать, в корпус поступает высокоскоростная струя воды с низким давлением. Вода, протекающая через спиральный корпус, имеет равномерное уменьшение площади поперечного сечения, что означает, что давление в спиральном корпусе остается постоянным. Пока вода остается в корпусе, она течет через направляющие лопатки к лопаткам бегуна (как показано на схеме выше). Направляющие лопатки направляют струю воды к рабочему колесу или бегунку, и вода попадает на лопатку бегунка под правильным углом, что обеспечивает максимальную производительность. Направляющие лопатки реактивной турбины имеют возможность регулировать свое положение в зависимости от скорости потока воды (уменьшение или увеличение). Когда вода попадает на лопасти бегуна, эти лопасти преобразуют кинетическую энергию воды в скорость. Таким образом, бегунок снижает давление воды и увеличивает ее скорость.
Когда высокоскоростная водяная струя выходит из бегунка, она попадает в вытяжную трубу, где проходит через равномерно увеличенную площадь поперечного сечения, чтобы восстановить упавшее давление до входа в хвостовую часть. Разброс давления слишком велик, поэтому его очень трудно восстановить из вытяжной трубы. По этой причине в турбине начинают возникать такие проблемы, как коррозия и кавитация. В результате высокоскоростная вода вращает вал турбины. Далее этот вал вращает катушку генератора и вырабатывает электроэнергию.
Чтобы получить более полное представление о работе реактивной турбины, посмотрите видео, представленное ниже:
Эффективность реактивной турбины
Две основные характеристики, определяющие эффективность реактивной турбины, — это профиль бегунка, по которому скользит вода, и угол атаки, когда вода попадает на лопасти бегунка. Благодаря возможности регулировки бегуна и направляющих лопаток, турбину можно использовать при различных требованиях к нагрузке и потенциалу воды.
Лопасти бегунка также имеют гибкий угол наклона, например, если у вас низкие требования к энергии, а вода в турбине имеет высокий расход; в этом случае лопасти рабочего колеса будут регулироваться под меньшим углом наклона в соответствии с осью турбины.
Когда требования к энергии высоки, но скорость потока воды, проходящего через турбину, мала, тогда эти лопасти будут установлены под большим углом к оси турбины.
Диаграмма скоростей реактивной турбины приведена ниже:
Типы реактивных турбин
- Турбина Френсиса
- Пропеллерная турбина
- Гравитационная турбина
- Колбовая турбина
- Турбина Каплана
- Кинетическая турбина
- Турбина Страфло
- Трубчатая турбина
1) Пропеллерные турбины
Пропеллерная турбина относится к известным типам реактивных турбин. Эти турбины обычно имеют от 3 до 6 лопастей рабочего колеса, и вода находится в постоянном контакте со всеми этими лопастями.
Пропеллерные турбины устанавливаются только там, где нагрузка и высота постоянны. При частичной нагрузке кривая энергоэффективности этой турбины имеет большой пик, что означает низкую производительность.
2) Турбины Френсиса
Этот тип реактивной турбины по сути является улучшенной версией пропеллерной турбины, вода в которой течет радиально и аксиально в рабочем колесе. В средней части турбины Франциска каналы потока обычно установлены в спиральном корпусе с внутренними регулируемыми лопатками.
Ротор турбины Франциска обычно имеет девять или более неподвижных лопаток. Вода поступает непосредственно над и вокруг бегунка, затем водопадом и вращает турбину. Другими основными компонентами, помимо коридора, являются вытяжная труба, затвор и спираль.
Новейшая турбина с поперечным потоком является дешевой альтернативой турбинам Френсиса со спиральным корпусом.
3) Гравитационные турбины
Эти типы реактивных турбин преобразуют силу тяжести во вращательную силу. Гравитационная турбина преобразует кинетическую энергию силы тяжести в электричество.
4) Ламповая турбина
Эта турбина является разновидностью пропеллерной турбины. В этих реактивных турбинах генератор заключен и запечатан в обтекаемый водонепроницаемый стальной корпус, расположенный в центре воздуховода. Генератор приводится в движение с помощью пропеллера с переменным шагом на нижнем конце клапана.
В колбовой турбине направление воды, входящей в устройство и выходящей из него, практически не меняется или меняется очень незначительно. Компактность этой конструкции обеспечивает большую гибкость при проектировании электростанции.
5) Турбина Страфло
Турбина Straflo — это турбина с осевым потоком. Она имеет неподвижные лопасти. Реактивные турбины этого типа имеют генераторы вне водного канала. Генератор соединен непосредственно с рабочим колесом турбины.
Трубчатая турбина Страфло с переменной скоростью используется в конструкции турбины Tidetec. Это очень известный тип реакционной турбины с почти сотней существующих установок.
6) Трубчатая турбина
В этом типе реакционной турбины напорный трубопровод изгибается незадолго до или после проточной части, что обеспечивает прямое соединение с генератором.
7) Турбина Каплана
Турбины Каплана могут достичь высокого уровня эффективности при различных условиях нагрузки за счет правильной регулировки лопаток во время их работы.
Турбины Каплана позволяют регулировать угол наклона лопастей или рабочего колеса в зависимости от требуемой мощности. Это позволяет турбине Каплана работать в соответствии с изменениями нагрузки. Это единственная причина, по которой турбины Каплана имеют КПД при полной нагрузке и высокую частичную нагрузку. Однако это невозможно для турбин с пропеллером.
Компоненты реактивной турбины
- Рабочий орган
- Направляющие лопатки
- Спиральный корпус
- Лопатки бегуна
1) Направляющие лопатки
Этот компонент реакционной турбины крепится к спиральному корпусу. Важнейшая функция направляющих лопаток заключается в том, чтобы вода, попадающая на лопасть рабочего колеса, была направлена в сторону оси турбины.
В противном случае вода будет создавать сильный вихрь при прохождении через спиральный корпус. По этой причине лопасти рабочего колеса будут вращаться неэффективно. В новейших турбинах углы наклона этих лопаток являются гибкими.
В зависимости от нагрузки турбины, поток воды может регулироваться путем изменения угла наклона этих направляющих лопаток.
2) Спиральный корпус или корпус волюты
Спиральный корпус — это компонент, который имеет равномерное уменьшение площади поперечного сечения по окружности.
Уменьшение площади поперечного сечения корпуса спирали обеспечивает постоянную скорость потока воды, попадающего на лопасти рабочего колеса. Из-за малой площади поперечного сечения остается отверстие, через которое вода может поступать из входа в корпус в лопасти рабочего колеса.
Давление воды падает, когда она течет внутри корпуса. Поэтому площадь поперечного сечения в окружном направлении уменьшается для создания равномерного давления, чтобы вода с равномерной скоростью ударялась о лопасти рабочего колеса.
3) Черновая труба
Черпаковая труба обеспечивает связь между выходом рабочего колеса и хвостовой частью. Ее площадь поперечного сечения увеличивается в зависимости от длины.
Когда вода выходит из лопастей рабочего колеса под относительно низким давлением, площадь поперечного сечения трубы продолжает расширяться, что помогает восстановить давление воды по мере ее движения к хвостовому ходу.
4) Бегун или лопасти рабочего колеса
Они входят в состав основных компонентов реакционной турбины. Назначение лопасти рабочего колеса — приводить турбину в движение, используя энергию давления воды. Ее конструкция играет важную роль в определении эффективности турбины.
Большинство реакционных турбин имеют регулируемые лопасти рабочего колеса. Новейшие турбины позволяют наклонять эти лопасти вокруг оси турбины, что позволяет лопастям изменять силу давления, действующую на них, в зависимости от имеющегося давления и нагрузки турбины.
Преимущества и недостатки реактивных турбин
Реактивная турбина имеет следующие преимущества и недостатки:
Преимущества реактивной турбины
- Она имеет высокий гидравлический КПД.
- Этот тип турбин имеет высокую рабочую скорость.
- Она проста в изготовлении.
- Лопасти имеют высокий КПД по сравнению с импульсной турбиной.
- Она требует меньше места.
- Реакционная турбина использует безмасляную выхлопную систему.
- Она имеет небольшие размеры.
- Она обладает высокой способностью использовать высокую температуру и высокое давление.
Недостатки реактивной турбины
- Эти турбины требуют высокого технического обслуживания по сравнению с импульсными турбинами.
- Это требует больших затрат на техническое обслуживание.
- В турбинах этого типа возникает сила тяги.
- Возникают проблемы с кавитацией.
- У нее не симметричные лопатки.
Применение реактивной турбины
- Используется на гидроэлектростанциях.
- Эти турбины используются в ветряных электростанциях для выработки электроэнергии.
Раздел часто задаваемых вопросов
Какие примеры реактивной турбины?
Реакционная турбина имеет следующие примеры:
- Трубчатая турбина
- турбина Френсиса
- турбина Страфло
- Кинетическая турбина
- Турбина пропеллера
- Турбина Каплана
- Гравитационная турбина
- Колбовая турбина
Где используются реакционные турбины?
Реакционные турбины используются для малых и средних расходов воды. Реакционные турбины используются для выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях.
Из каких частей состоит реакционная турбина?
- Рабочий орган
- Направляющие лопатки
- Сопло
- Распределитель
- Спиральный корпус
- Лопатки бегунка
Какая турбина имеет самую высокую скорость?
Турбина Каплана имеет самую высокую скорость вращения (от 600 об/мин до 10 00 об/мин) по сравнению с другими типами турбин.
Каковы типы реактивных турбин?
- Трубчатая турбина
- Гравитационная турбина
- турбина Страфло
- Кинетическая турбина
- Колбовая турбина
В этой статье подробно рассматриваются компоненты реактивной турбины, ее работа, типы и другие аспекты. Я надеюсь, что эта статья будет слишком полезна для вас. Поэтому не стесняйтесь и свяжитесь со мной, если у вас возникнут какие-либо вопросы, связанные с этой темой. Я постараюсь сделать все возможное, чтобы рассеять вашу путаницу.
Читать далее
- Различные типы турбин
- Типы импульсных турбин
- Типы компрессоров
3 мысли о «Что такое реактивная турбина? | Как работает реактивная турбина?»
Моя жена и я были очень взволнованы, когда Раймонду удалось завершить свои веб-исследования с помощью ценных рекомендаций, которые он получил, используя веб-блог. Это снова и снова озадачивает, когда просто возможно выпускать приемы, которые обычно остальные могли бы попытаться продать. Мы действительно понимаем, что теперь у нас есть вы, чтобы поблагодарить за это. Те иллюстрации, которые вы сделали, прямой навигации сайта, отношения ваш сайт делает его возможным для продвижения — это в основном замечательно, и это делает наш сын в дополнение к нам понять эту тему захватывающим, что, безусловно, замечательно жизненно важно. Спасибо за все это!
полностью информативный большой контент
Оставить комментарий Отменить ответ
сообщить об этом объявлении
Спасибо за посещение
Последние сообщения
сообщить об этом объявлении
сообщить об этом объявлении
