Принцип действия турбины: Принцип работы турбокомпрессора (турбины) его конструкция и типы

Содержание

Система турбонаддува — принцип работы турбины

Ноя 1 2014

Турбонаддув – способ увеличения мощности двигателя автомобиля за счет увеличения подачи воздуха в цилиндры, не изменяя при этом его (двигателя) объема.

Основной элемент системы – турбокомпрессор, состоящий из турбины и компрессора (нагнетателя). Причем турбина начинает работать как только происходит запуск двигателя, а компрессор только с определенного числа оборотов.

Роль обогащения топливо-воздушной смеси кислородом отведена компрессору (нагнетателю). Происходит этот процесс за счет использования энергии отработавших газов. Колеса («крыльчатки») турбины и компрессора закреплены на одном валу.

Выхлопные газы через выпускной коллектор попадают в корпус турбины, раскручивая ее колесо, которое в свою очередь раскручивает колесо компрессора, вследствие чего осуществляется всасывание воздуха из атмосферы в компрессор, и уже в нем его сжатие и нагнетение во впускное отверстие.

Так как сжатие воздуха сопровождается его нагревом, что приводит к уменьшению плотности, а как следствие к снижению и эффективности наддува в системах турбоннадува применяется интеркулер – своеобразный «промежуточный радиатор» (между компрессором и цилиндрами) для охлаждения воздуха, подаваемого в цилиндры.

Интеркулеры бывают двух видов: воздухо-воздушный и водо-воздушный.

В автомобилях преимущественно используются воздухо-воздушные интеркулеры, располагающиеся, как правило, либо фронтально (перепендикулярно продольной оси автомобиля) – обычно пространство перед/под радиатором двигателя, либо горизонтально над двигателем.

Твин-турбо (би-турбо)

– система «сдвоенного» наддува, в которой применяется два турбокомпрессора, то есть две турбины и два компрессора.

Параллельная система «сдвоенного турбонаддува» (Parallel twin-turbo). Представляет собой конфигурацию турбонаддува, в которой два идентичных турбокомпрессора в равной степени разделяют между собой работу по нагнетанию воздуха в цилиндры.

Каждый из них действует на свой ряд цилиндров и функционирует за счет половины отработавших газов двигателя.

Секвентальная система «сдвоенного турбонаддува» (Sequential twin-turbo). В такой конфигурации также два турбокомпрессора – один меньшего размера, другой большего.


Работают они последовательно: на низких оборотах двигателя, когда энергии выхлопных газов не хватает для раскрутки колеса большой турбины, работает маленький, на высоких подключается большой.

Турбина с изменяемой геометрией

В настоящее время наряду с системами «сдвоенного турбонаддува» все большее распространение получают системы наддува с изменяемой геометрией, то есть с изменением сечения на входе колеса турбины. Происходит это за счет поворота небольших лопастей вокруг «крыльчатки».

Движение воздуха при закрытых лопастях.

Движение воздуха при открытых лопастях.

Уменьшение сечения на низких оборотах (при недостаточном для раскрутки колеса турбины количестве выхлопных газов) способствует увеличению мощности потока отработавших газов.

Когда же двигатель работает на высоких оборотах, и мощность потока газов возрастает, сечение увеличивается так, чтобы обеспечить достаточный двигателю «наддув», избежав при этом перегрузки турбокомпрессора.

По сравнению с «традиционными» турбокомпрессорами, имеющими в своей конструкции перепускной клапан, регулирующий обороты турбины, а следовательно и производительность компрессора, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией более экономичны (естественно, относительно расхода топлива) и экологичны при более высокой мощности.

Разработка подобных систем наддува, помимо снижения затрат на топливо и выброса вредных веществ в атмосферу, направлена еще и на повышение производительности двигателей – исключения такого явления, как турбо-яма (турбо-лаг), когда на низких оборотах двигателя давления выхлопных газов недостаточно для раскрутки турбины, и только на высоких оборотах двигатель раскрывает свою истинную сущность, обозначенную «шильдиком» «turbo».

«На пальцах»…чтобы понять, что такое турбо-яма нужно сесть за руль автомобиля, оснащенным простым турбо-двигателем, проехать какое-то растояние на низкой скорости, а потом «утопить» педаль акселератора (газа) в пол…после небольшой паузы автомобиль довольно резким рывком устремится вперед!

Упомянутая выше «небольшая пауза» и есть турбо-яма.

Похожие записи автомобильной тематики:

Информация о газовых турбинах | Kawasaki Heavy Industries

Принцип работы газовой турбины

Как и дизельный или бензиновый двигатель, газовая турбина — это двигатель внутреннего сгорания с рабочим циклом впуск-сжатие-сгорание (расширение)-выпуск. Но, существенно отличается основное движение. Рабочий орган газовой турбины вращается, а в поршневом двигателе движется возвратно-поступательно.

Принцип работы газовой турбины показан на рисунке ниже. Сначала, воздух сжимается компрессором, затем сжатый воздух подается в камеру сгорания. Здесь, топливо, непрерывно сгорая, производит газы с высокой температурой и давлением. Из камеры сгорания газ, расширяясь в турбине, давит на лопатки и вращает ротор турбины (вал с крыльчатками в виде дисков, несущих рабочие лопатки), который в свою очередь опять вращает вал компрессора. Оставшаяся энергия снимается через рабочий вал.

Особенности газовых турбин

Типы газовых турбин по конструкции и назначению

Самый основной тип газовой турбины — создающий тягу реактивной струей, он же самый простой по конструкции.
Этот двигатель подходит для самолетов, летающих на высокой скорости, и используется в сверхзвуковых самолетах и реактивных истребителях.

У этого типа есть отдельная турбина за турбореактивным двигателем, которая вращает большой вентилятор впереди. Этот вентилятор увеличивает поток воздуха и тягу.
Этот тип малошумен и экономичен на дозвуковых скоростях, поэтому газовые турбины именно этого типа используются для двигателей пассажирских самолётов.

Эта газовая турбина выдает мощность как крутящий момент, причем у турбины и компрессора общий вал. Часть полезной мощности турбины идет на вращение вала компрессора, а остальная энергия передается на рабочий вал.
Этот тип используют, когда нужна постоянная скорость вращения, например — как привод генератора.

В этом типе вторая турбина размещается после турбины с газогенератором, и вращательное усилие передается на нее реактивной струей. Эту заднюю турбину называют силовой. Поскольку валы силовой турбины и компрессора не связаны механически, скорость вращения рабочего вала свободно регулируется. Подходит как механический привод с широким диапазоном скоростей вращения.

Этот тип широко используется в винтовых самолетах и вертолетах, а также в таких установках, как приводы насоса/компрессора, главные судовые двигатели, приводы генератора и т.п.

Что такое газовая турбина серии GREEN?

Принцип, которому Kawasaki следует в газотурбинном бизнесе, начиная с разработки в 1972 году нашей первой ГТУ, позволил нам предлагать клиентам все более совершенное оборудование, т.е., более энергоэффективное и экологичное. Идеи, заложенные в наших продуктах, получили высокую оценку мирового рынка и позволили нам накопить референции на более, чем 10 000 турбин (на конец марта 2014 года) в составе резервных генераторов и когенерационных систем.

Газовые турбины Kawasaki всегда имели большой успех, и мы, показывая еще большую нашу приверженность этому принципу, дали им новое название «Газовые турбины GREEN».

Проект K: Создание газовой турбины с самым высоким КПД в мире

Внутри К: Подразделение газовых турбин, Акаси / завод Seishin

Контакты

Если вам нужна дополнительная информация о нашем бизнесе, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Контакты

Как работает турбина — принцип работы


Для повышения мощности современных двигателей широко применяются турбины. Этот метод увеличения мощности без повышения объёма и степени сжатия называют наддувом. Сама турбина представляет собой воздушный компрессор, который увеличивает давление воздуха на входе в цилиндр, таким образом увеличивая его количество. Соответственно, увеличивают и количество подаваемого топлива.

Виды турбины наддува

По виду привода турбины бывают:
– Механическая – работает от механического привода;
– Электрические – работает от электромотора;
– Турбина, работающая на отработанных газах.

Классическая конструкция автомобильной турбины – две крыльчатки на одном валу. Первая раскручивается под действием движения выхлопных газов. Вторая, приводимая в действие первой, нагнетает воздух в цилиндр в такте впуска рабочей смеси. Принцип действия нагнетателя – использование энергии выхлопных газов для компрессии входящего воздуха.

Электрические турбины, скорее всего, более перспективны, так как не обладают многими недостатками классической конструкции. Но их применение пока ограничено конструктивными особенностями и стоимостью изготовления.

Интеркуллер

При сжатии воздуха его температура увеличивается. Кроме того, он частично нагревается за счёт нагрева самой турбины выхлопными газами. Для снижения температуры нагнетаемого воздуха применяется охлаждающий радиатор – интеркуллер. Его принцип работы прост – увеличение массы воздуха за счёт охлаждения.

Принцип работы классической турбины

Турбина с двумя крыльчатками, которая работает на отработанных газах, сегодня стала самой распространённой конструкцией наддувного двигателя.

Преимущества турбины на отработанных газах:
– Высокая эффективность за счёт использования энергии выхлопа;
– Взаимосвязь количества требуемого надува и количества выхлопных газов;
– Простота конструкции.

Основные недостатки такого типа конструкции:
– Недостаток мощности на малых оборотах;
– Избыток мощности на больших оборотах.

Существующие проблемы классической турбины с двумя крыльчатками решает механизм изменяемой геометрии. Он работает по принципу изменения рабочего пространства крыльчатки, раскручиваемой отработанными газами. В корпусе первичной крыльчатки расположены лопатки, положение которых изменяет кулачковый механизм в зависимости от оборотов двигателя. На малых оборотах весь поток направляется на лопатки крыльчатки, увеличивая скорость её вращения. На больших оборотах часть газов направляется мимо лопаток крыльчатки, снижая избыточную скорость вращения турбины. Изменяемая геометрия позволяет свести к минимуму «турбинную яму» — недостаточный прирост мощности на малых (менее 2 – 2,3 тыс. об/мин) оборотах двигателя, характерную для всех классических турбин. Кроме того, изменяемая геометрия делает турбину ещё более эффективной во всём диапазоне работы.

Обслуживание турбин

Работает турбина в довольно жёстких технических условиях. Самый сложный аспект в работе турбины связан с высокой температурой выхлопных газов и изменяющимся режимом работы. Первичная крыльчатка работает в зоне высоких температур и агрессивной среды. Вторичная (нагнетательная) крыльчатка работает в зоне сравнительно низких температур. Оба механизма работают на одном валу – это одна из главных конструктивных проблем, не позволяющая турбине работать долго без обслуживания.

Ремонт турбин, в основном, заключается в замене её внутренностей, балансировке и т.д. При значительном износе корпусных деталей требуется замена турбины на новую.

Актуатор турбины двигателя автомобиля — назначение и принцип работы

Встретив словосочетание «актуатор турбины» (actuatorwestgate — вестгейт) и задумавшись над тем, что это такое, большинство автомобилистов из самого названия, а точнее из его русскоязычного аналога, понимают, что это устройство, регулирующее работу турбины на двигателях таковой оснащенных. И это действительно так.

Турбонаддув силового агрегата авто за счет увеличения количества поступающего в цилиндры воздуха (создаваемого им давления) увеличивает его мощность. Учитывая тот факт, что, в большинстве своем, энергия, раскручивающая турбокомпрессор, берется из давления выхлопных газов, выходящих из выпускного коллектора, следует понимать следующее: выше мощность → больше давление выхлопных газов → сильнее раскручивается турбина → растет нажим во впуске.

Да, со стороны кажется – вечный двигатель, но это давление выше необходимого, и оно вредит механизмам двигателя и самой турбины, поэтому его польза уже становится не так актуальна. Для решения проблем, связанных с регулировкой давления, создаваемого турбокомпрессором, служит актуатор.

Как он работает?

Принцип работы актуатора, или как его еще называют, вакуумного регулятора в целом прост: при наличии избыточного давления заслонка либо клапан открывается и излишний воздух (газы) не попадает в механизмы турбины/двигателя, а по специальным каналам отводится, минуя их, не позволяя турбине раскручиваться более определенного количества оборотов.

Открытие осуществляется 2 способами:

1. Пневматически.

Привод заслонки соединен мембраной либо цилиндром (в зависимости от производителя), прижатым в закрытом положении пружиной. При определенном нажиме, создаваемым турбиной, силы пружины не хватает удерживать заслонку в закрытом положении, и она открывается, направляя часть выхлопных газов мимо крыльчатки, уменьшая скорость вращения турбонаддува.

Плюс такого устройства – простота и надежность. Минус – сложность тонкой настройки.

2. Электромеханически.

Здесь клапан подчиняется электронному блоку управления двигателем через различные датчики, установленные, как в самой турбине, так и на впускном, выпускном коллекторах. Как следствие, такая система более отзывчива к регулировке и подстраивается под работу двигателя в любых условиях.

Недостаток всего один – сложность и высокая стоимость ремонта.

Видео с описанием работы турбокомпрессора с вакуумным регулятором.

Неисправности.

Неисправности могут быть как механические, вследствие больших температур выпускных газов, их агрессивной среды либо банального старения механизма и его износа, так и электромеханические, по тем же причинам.

Электронные системы, проще в диагностике, сам ЭБУ их диагностирует и может конкретно указать на проблему.

В полностью пневматическом устройстве все сложнее.

Во-первых, без специального оборудования и наличия регламентных показателей рабочей системы сложно разобраться, имеется ли проблема вовсе. О неполадке может сказать лишь уже в целом некорректно работающий двигатель, а сама проблема может быть запущена до сложного и дорого ремонта. Хотя в таких системах первоначальным источником проблемы могла быть попросту ослабшая пружина либо небольшая негерметичность в пневматической части.

Во-вторых, если и захочется разобраться в диагностике и наличии неисправности в турбонаддуве, сперва придется изучить сервисную документацию по конкретному автомобилю и алгоритмам диагностики работы его вестгейта, что довольно долго и не всегда возможно, поэтому если есть подозрения на неправильную работу турбины/вакуумного регулятора, большинству автовладельцев дорога только в специализированный сервис.

Тонкости настройки актуатора турбины.

Для любителей поковыряться в машине отметим, настройка актуатора – это как раз та единственная вещь, благодаря которой можно увеличить эффективность действия турбонаддувом выше предусмотренных производителем показателей. Конечно, надо понимать, увеличивая давление, создаваемое турбокомпрессором и, как следствие, мощность двигателя, вы расплачиваетесь меньшим ресурсом его работоспособности.

Если это вас не останавливает – в простых пневматических системах стремитесь к увеличению давления, при котором начинает открываться заслонка вестгейта. Как этого добиться, уже зависит непосредственного от устройства турбокомпрессора и тех компонентов, позволяющих это сделать, которые предусмотрел производитель, возможно, придется что-то усовершенствовать. В электронных системах произвести настройку работы актуатора, конечно, проще, но нужно учитывать, что сама настройка будет происходить посредством перепрограммирования ЭБУ. Если в целом вы знакомы с этим, больших проблем такая процедура не составит. Главное – вовремя остановиться в диапазоне регулировок. Однако это не всегда возможно вовсе – производители заботятся, чтобы лишние люди не лазили там, где им не следует, поэтому максимально блокируют возможность постороннего вмешательства в функционирование систем.

Видео о проверке и настройке актуатора турбины.

Подытожим.

Актуатор турбины – агрегат, основанная задача которого – защита от переизбытка давления и самой турбины, и двигателя в целом.

Принцип работы актуатора может быть различен, все зависит от производителя и конкретного устройства системы.

Ремонт и настройка актутора – непростая задача, как в диагностике, так и самом ремонте. Если читаете это материал, то, наверное, вам еще рано вмешиваться в работу данной системы, в помощь будут только специализированные сервисы. Если же хочется самостоятельно разобраться, необходимо обзавестись сервисной литературой по данной тематике конкретного производителя, что не всегда просто, ввиду редко имеющегося у такового желания делиться подобными секретами, уменьшая собственную прибыль на сервисе.

Рекомендую прочитать:

Принцип действия турбины — Справочник химика 21

    Принцип действия турбины 261 [c.261]

    Принцип действия турбины [c.261]

    Принцип действия турбины 243 [c.243]

    Глава XIX ТУРБИНА ТУРБОБУРА 96. Принцип действия турбины [c.243]


    Принцип действия карбюратора заключается в следующем. Воздуходувкой, приводимой в движение электромотором пли опускающимся грузом, в карбюратор подается воздух, который поступает в резервуар с водой, туда же специальным приспособлением по каплям вводится бензин. Воздух в резервуаре для лучшего насыщения бензином пропускается через турбину, которая перемешивает воду [c.53]

    На нефтегазоперерабатывающих заводах для перекачки жидкостей и газов применяют большое число насосов и компрессоров. Эти агрегаты по принципу действия разделяют на центробежные и поршневые, по роду привода — на паровые, с приводом от электродвигателя, паровой турбины или двигателя внутреннего сгорания. Группа оборудования, рассмотренная ниже, характеризуется большим разнообразием типоразмеров, сравнительно небольшими габаритными размерами и массой (обычно не более 10 т). [c.328]

    Принцип действия центробежного насоса. Схема установки центробежного насоса приведена на рис. ПМ. Центробежный насос состоит из рабочего колеса 5 с криволинейными лопатками 7, насаженного на вал 6. Вал приводится во вращение от электродвигателя или паровой турбины. Рабочее колесо вращается в неподвижном корпусе 4, рабочая спиральная камера которого имеет переменное сечение (улитку) и через задвижку 9 и обратный клапан 10 соединена с нагнетательным трубопроводом 11. Последний присоединен к приемному резервуару. [c.72]

    Для экстракции применяют экстракторы разнообразных типов, В технологии неорганических веществ наибольшее распространение получили смесители — отстойники и колонны. Смеситель-отстойник состоит из камеры смешения и отстойной камеры. Принцип действия его заключается в следующем. Турбинная мешалка засасывает смесь органической и водной фаз через патрубок и выбрасывает ее в камеру смешения. Из камеры смешения эмульсия поступает в камеру отстаивания, из которой водная фаза засасывается через отверстие в нижней части разделительной перегородки в смесительную камеру следующей степени п + 1). Органическая фаза переливается через отверстие в верхней части перегородки в смесительную камеру ступени п— 1, Каждый единичный экстрактор работает как прямоточный аппарат, а в целом экстрактор работает по принципу противотока. Смесители-отстойники могут просто собираться в каскады с любым заданным числом ступеней (рис. 102, 103). [c.337]


    По принципу действия и по конструкции элементов проточной части ковшовые турбины весьма существенно отличаются от радиально-осевых турбин. [c.51]

    Для выяснения принципа действия отсасывающей трубы рассмотрим три возможных варианта установки турбины (рис. 81)  [c.139]

    Устройство и принцип действия растворителей. Равновесие системы твердое вещество—жидкость наступает в момент, когда раствор становится насыщенным. Концентрация растворенного вещества в насыщенном растворе зависит от физико-химических свойств растворимого вещества и растворителя, а также от температуры. Так как насыщенного состояния в первую очередь достигают слои жидкости, примыкающие к поверхности твердых частиц, то быстрое удаление этих слоев в массу ненасыщенного раствора является необходимым условием интенсификации процесса растворения. В связи с этим аппараты периодического действия, представляющие собой горизонтальные нли вертикальные сосуды, снабжаются механическими мешалками (лопастными, пропеллерными, турбинными и др.), циркуляционными насосами или пневматическим смешением. В аппаратах непрерывного действия, кроме устройств для механического перемешивания, стремятся еще к созданию высоких скоростей сквозных потоков жидкой фазы относительно растворяющихся твердых частиц. Так как переход растворимого вещества в жидкую фазу является диффу- [c.598]

    Эти агрегаты по принципу действия разделяют на центробежные и поршневые, по роду привода — на паровые, с приводом от электродвигателя, паровой турбины или двигателя внутреннего сгорания. [c.255]

    Перемешивающие устройства реакторов. Перемешивание жидкости в реакторах-котлах может быть в большинстве случаев осуществлено лопастными, якорными, рамными, турбинными или трехлопастными мешалками. Последние по конструкции и принципу действия аналогичны ранее применяемым пропеллерным мешалкам. [c.239]

    Принцип действия. Идея конструкции быстроходных насосов заимствована из теории водяных турбин, где она возникла из стремления получить турбины, имеющие возможно большее число оборотов при сравнительно малых напорах. Как уже было выяснено ранее, увеличение быстроходности связано с уменьшением угла 2 и уменьшением отношения диаметра выходного к диаметру входному Dl. Последнее условие приводит, естественно, к приближению величины к [c.61]

    В зависимости от устройства лопастей и принципа действия мешалки разделяют на лопастные, рамные, якорные, пропеллерные, турбинные и специальные (рис. [c.205]

    Присосы в конденсаторах турбин. Большинство конденсаторов мощных турбин по принципу действия являются теплообменниками поверхностного типа, в которых по трубкам движется охлаждающая вода, а в межтрубном пространстве проходит конденсирующийся пар и образующийся конденсат. Воздушные конденсаторы и конденсаторы контактного типа с радиаторной охладительной башней ( сухой градирней) применяются на крупных ТЭС редко. [c.104]

    Многие элементы системы регулирования производительности компрессоров и особенно приводных турбин выполнены как узлы машины и являются ее конструктивным продолжением. Использование элементов автоматики общепромышленного применения весьма ограниченно. Именно поэтому специалисты по автоматизации и персонал служб КИПиА практически не привлекаются к обслуживанию систем регулирования этих агрегатов. Вместе с тем, разработку и конструирование этих систем также, как и их действие, осуществляют по законам, являющимся предметом изучения в теории автоматического регулирования. В соответствии со сказанным персонал, обслуживающий компрессорную установку, должен знать основные положения теории регулирования и особенности конструктивного выполнения системы регулирования. Эти требования в равной мере относятся и к ремонтному персоналу, поскольку, не зная принципов действия системы регулирования, нельзя произвести высококачественный ремонт ее и невозможно проверить правильность сборки и выполнить необходимую наладку после ремонта. Это подтверждается, в частности, [c.82]

    Принципы действия активной паровой турбины [c.30]

    Шламовые центробежные насосы (рис. 40) по принципу действия не отличаются от центробежных вентиляторов (см. стр. 124). При быстром вращении турбины (до 3000 об мин), заключенной в корпусе 1, в нем создается разрежение и шлам засасывается по патрубку 2. Под действием турбины шлам приходит во вращение, приобретает большую центробежную силу и выбрасывается из корпуса по патрубку 3. Патрубки соединяются со шламопроводами. [c.135]

    Принцип работы механических аэраторов основан на вовлечении воздуха непосредственно из атмосферы вращающимися частями аэратора (ротором) и перемешивания его со всем содержимым аэротенка. Конструкция ротора может быть конической, дисковой, цилиндрической, турбинной, колесной, винтовой, а ось вращения может располагаться вертикально и горизонтально. По принципу действия механические аэраторы делят на импеллерные и поверхностные. Наиболее широко распространены механические аэраторы поверхностного типа. [c.98]

    Некоторые из механических счетчиков могут быть использованы в качестве приборов, измеряющих расход (расходомеров), при замене в них суммирующих счетных механизмов тахометрическими устройствами. По принципу действия применяющиеся в таком случае тахометри-ческие устройства разделяют на механические, электромагнитные, оптические и др. Одним из распространенных расходомеров такого типа является турбинный расходомер с магнитным тахометром (рис. 1-44). Конструктивно он аналогичен турбинному счетчику. Некоторые упрощения конструкции связаны с отсутствием механической передачи оборотов. [c.92]


    Для Д. жидкостей применяют след, устройства гомогенизаторы, в к-рых жидкая смесь продавливается под высоким давлением (до 35 МПа) через отверстия сечением ок. 10″ см или через узкий кольцевой зазор спец. клапана коллоидные мельницы, в к-рых жидкость диспергируется при прохождении через конич. зазор шириной до 25 мкм между статором и ротором, вращающимся с частотой порядка 2-10 об/мин смесители инжекционного типа и форсунки, работающие по принципу действия струйного насоса (см. Насосы), высокоскоростные мешалки турбинного, пропеллерного и др. типов (см. Перемешивание). Кроме того, Д. осуществляют с помощью акустич. и электрич. устройств. К акустич. устройствам относятся, напр., ультразвуковые свистки и сирены для эмульгирования, магнито-стрикц. преобразователи для получения суспензий, волновые концентраторы (в виде распылительной насадки) дпя генерирования аэрозолей (см. также Ультразвуковые аппараты). Действие ультразвуковых диспергаторов основано на явлении кавитации-образовании в жидкости заполненных газом каверн, или полостей при их захлопывании возникают ударные волны, приводящие к разрушению твердых тел и эмульгированию жидкости. Работа устройств для электрич. эмульгирования или распыливания основана на сообщении жидкости, точнее пов-сти жидкой диспергируемой фазы при ее истечении через спец. сопло либо разбрызгивающее приспособление избытка электрич. зарядов. Отталкивание одноименных зарядов в поверхностном слое приводит к снижению межфазной энергии, или поверхностного натяжения (см. Поверхностные тления), что способствует Д. [c.77]

    Дииамич. компрессоры по принципу действия подразделяются на турбинные (турбокомпрессоры) и струйные. В турбокомпрессорах поток газа ускоряется в результате контакта его с лопатками вращаю1цегося рабочего колеса. Наиб, распространены радиальные и осевые машины. Ра- [c.447]

    На установках малой (и отчасти средней) производительности устанавливают поршневые детандеры, здесь не описываемые. Агрегаты большой производительности оснащены турбоде-тандерами, принцип действия которых подобен принципу действия паровых турбин. Энергия детандера используется для Привода электродвигателя, работающего в режиме генератора. [c.67]

    Принцип действия установки можно проиллюстрировать примером использования в качестве легкокипящего теплоносителя фреона. В этом случае в греющем контуре установки пар давлением не более 0,12-0,20 МПа подогревает фреон до 70-85°С, что соответствует данле-нию паров последнего 1,4-1,6 МПа. Пары фреона направляют в турбину. Кроме электроэнергии, установка выдает конденсат греющего пара. В соответствии с расчетами, себестоимость электроэнергии, вырабатываемой в такой установке, в три раза ниже, чем на ТЭЦ (Розенгарт…). [c.420]

    Анализ устройства и принципа действия центробежного насоса показал, что эта машина будет иметь достаточную эффективность при условии быстроходного привода. Центробежный насос был предложен Дени Папе-ном в 1689 году, затем независимр от него изобретен выдающимся русским инженером А.А.Саблуковым. Однако только после появления первой паровой турбины, электродвигателя, а затем и газовой турбины, центробежные насосы начали триумфальное шествие во всех отраслях машиностроения. [c.47]

    В пневматических системах широкое распространение получили объемные пневматические двигатели. Объемные пневматические двигатели, как и гидравлические, делятся на двигатели возвратно-поступательные (пневмоцилиндры), поворотные и вращательные (пневмомоторы), Кроме того, в ряде пневмосистем ограниченно используются динамические пнев-модвигатели — турбины, работающие с использованием энергии газовых потоков. По конструкции они принципиально не отличаются от гидравлических (лопастных) турбин. Поскольку принцип действия пневматических и гидравлических двигателей одинаков, рассмотрим конструктивные осо- [c.302]

    Принцип действия ГТУ адсорбционного цикла состоит в следующем. В рабочее тело — инертный газ — вводится твердая фаза в виде мелкодисперсной пыли, способной адсорбировать этот газ. Так как адсорбция происходит при более низких температурах, чем десорбция, то перед компрессором часть газа поглотится твердой фазой, а в тракте перед турбиной выделится из нее. Таким образом, через компрессор пройдет меньшее количество газа, чем через турбину, соответственно изменится соотношение работ турбины и компрессора, что приведет к увеличению к.и.д. установки. По сравнению с обычным замкнутым циклом ГТУ в контуре ГТУ адсорбционного типа появляются два новых элемента — адсорбер и десорбер. Принципиальная схема ГТУ адсорбционного замкнутого цикла приведена на рнс. I, А, диаграмма 7 -5 цикла изобралсена на рис. 1, б. [c.91]

    В процессах, протекающих при высоких давлениях, для снижения расхода электрической энергии, преобразуемой в механическую, стремятся использовать энергию сжатых газов или жидкостей, находящихся под давлением. Примером этого является установка, так называемых агрегатов мотор — насос — турбина , принцип действия которых изображен на рис. 12. Газ, находящийся под давлением, поступает в башню 1 снизу и соприкасается на насадке с жидкостью. Газ выходит из башни сверху, а жидкость снизу. Рядом с башней находится агрегат мотор — насос — турбина , в котором мотор 2, колесо турбины 3 и рабочие колеса многоступенчатого насоса 4 имеют общий вал. Насос 4 подает жидкость на орошен-ие башни. Вытекающая из башни жидкость, находящаяся под давлением, попадает на лопатки турбины 3, вращает колесо турбины и теряет энергию. Поскольку колеса турбины и насоса находятся на одном валу, энергия жидкости, таким образом, используется для работы насоса, т.е. для подачи жидкости в башню. Потери [c.50]

    Для Д. жидкостей примев., напр., след, устр-ва гомогенизаторы, в к-рых жидкая смесь продавливается под высоким давл. (до 3,5-10 Па) через отверстия сечением ок. 10 см или через узкий кольцевой зазор спец. клапана коллоидные мельницы, в к-рых жидкость диспергируется при прохождении через конич. зазор шириной до 25 мкм между статором и ротором, вращающимся с частотой 2-10 об/мин смесители инжекц. типа я форсунки, работающие по принципу действия струйного насоса (см. Перемеичг-ние жидкостей), высокоскоростные мешалки турбинного и др. типов (см. Перемешивание). Примен. также акустич. и электрич. методы Д. К первым относятся, напр., ультразвуковые свистки и сирены для эмульгирования, аппараты с магнитострикц. преобразователями для получ. суспензий, волновые концентраторы (в виде распылительной насадки) для генерирования аэрозолей. Электрич. эмульгирование или распыление происходит гл. обр. под действием сил электростатич. отталкивания, возникающих в результате сообщения жидкости при ее истечении через спец. сопло или разбрызгивающее устр-во избытка поверхностных электрич. зарядов. [c.180]

    Важным показателем таких преобразователей расхода является минимальный измеряемый расход. Преобразователь расхода (турбинка) связан со счетным механизмом (в водосчетчиках) или с электрическим тахометрическим преобразователем (в турбинных расходомерах). Поскольку усилие, необходимое для привода счетного механизма, в счетчиках больше, чем в расходомерах, то минимальный предел измерения расхода в счетчиках выше, чем в расходомерах. Из принципа действия тахометрических преобразователей расхода видно, что они измеряют обьемные расходы. Для измерения массового расхода необходимо учитывать плотность среды. [c.481]

    Масляные насосы. Масло подают в систему маслоснабжения маслоиасосами, от надежности которых зависит работа всей системы. Насосы для подачи масла используют как объемные (зубчатые шестеренчатые, винтовые, плунжерные), так и динамические (центробежные, струйные). Выбор типа насоса зависит от назначения и конструктивных особенностей компрессорного агрегата и требуемого давления масла, бъемные и динамические насосы имеют различные характеристики, поэтому при использовании их следует учитывать присущие им особенности. Привод насосов осуществляется от вала основного агрегата или электродвигателем, паровой турбиной. Для подачи масла на смазку подшипников, в систему регулирования, а также к уплотнениям компрессоров при давлении до 3 МПа применяют центробежные, шестеренчатые и винтовые насосы. При более высоких давлениях, требуемых для сис тем уплотнения, применяют только объемные насосы, причем при особенно высоких давлениях уплотняемого газа, достигающих 30 МПа, используют плунжерные насосы различных типов. Принцип действия объемного насоса заключается в вытеснении определенного объема масла за каждый оборот вала. [c.13]

    Степень неравномерности регулятора должна отвечать данным завода-изготовителя. Обычно она составляет 6—127о от средней частоты вращения вала турбин для рабочего хода муфты регулятора. Для геометрического хода муфты степень неравномерности выше, поскольку геометрический ход всегда больше рабочего. Соотношение рабочего и геометрического ходов различно и зависит, помимо всего прочего, от принципа действия механизма управления (см. разд. 3-1). При механизме управления, воздействующем на пружину регулятора, рабочий ход обычно составляет 0,6—0,8 геометрического. При воздействии на буксу золотника ступени усиления это соотношение меньше. [c.134]

    Центробежные компрессоры по принципу действия тождественны центробежным вентиляторам, но более мощны и работают на более высоких скоростях, благодаря чему развивают более высокие давления— до 1 атм на одну ступень. При соединении на одном валу двух или нескольких отдельных ступеней с выходными лопатками между ними, для превращения кинетической энергии можно получить еще более высокие давления многоступенчатые машины этого типа изготовляются для давлений до 10 ат. Такой многоступенчатый центробежный компрессор подобен турбине водяного пара как по принципу действия, так и по общей конструкции. Давление, приходящееся на ступень, зависит от размеров и скорости вращения обычно максимальное отношение давлений на ступень составляет около 1,2. Известны машины даже с 30 степенями. Преимуществами этого типа компрессора по сравнению с поршневьболее простое регулирование объема, 6) небольшие эксплоатационные расходы, 7) возможность непосредственного соединения с турбиной. [c.318]

    Принцип действия такого прибора (рис. 7.11) основан на том, что число оборотов вертушки (турбинки), помещенной в трубе, пропорционально количеству прошедшей через трубу воды. Вращение турбинки через редуктор передается счетному механизму, который указывает количество (в м ) протекшей через него воды. Водосчетчики применяют для учета количества поданной воды на насосных станциях с подачей до 3400 м /сутки или при равномерной подаче до 140 м 1ч. Турбинные водосчетчики выбирают, пользуясь приложением 10. Достоинством турбинных водосчетчиков является простота их конструкции и обслуживания, а также небольшая стоимость. [c.133]

    Принцип действия глубинных (импеллерных) аэраторов с всасыванием атмосферного воздуха заключается в том, что заглубленный полный ротор прокачивает жидкость через трубу, имеющую отверстия в верхней части на уровне жидкости. При этом поток жидкости вовлекает через отверстия воздух, который, проходя через ротор, интенсивно диспергируется. Водовоздушная смесь выбрасывается в нижней части резервуара и смешивается со всем объемом жидкости, что обеспечивает хорошую аэрацию. Среди зарубежных конструкций импеллерных аэраторов получили распростране-ни к аэраторы «Диффума», «Писта» и др. При этом с целью повышения эффективности аэрации применяются различные конструкции роторов в виде винтов, лопастных колес и турбин с различным профилем лопаток. В СССР применяется разработанный НИКТИ ГХ импеллерный аэратор АИ-Ш производительностью 1—2 кг О2/4, обслуживающий зону объемом 70-100 м (рис. 47). Аналогичен по конструкции Кавитатор С-16″ Института химии древесины АН ЛатвССР, который при диаметре ротора до 300 мм, его заглублении около 1 м и частоте вращения 1450 мии 1 растворяет жидкости [c.72]


назначение, принцип работы и обслуживание

Энергетические турбины используются в качестве приводов электрогенераторов. Они превращают входящие потоки газа или пара в механическую энергию.

Энергетические турбины представляют собой валы с лепестками, предназначенные для преобразования входящих потоков газов в механическую энергию для движения электрогенератора.

Они используются в различных электростанциях для обеспечения населения светом и теплом, в транспорте, насосных станциях для перекачки углеводородов и других отраслях промышленности.

Система состоит из ротора с прикрепленными к нему лопатками. Один вращающийся диск составляет ступень турбины. Их количество и размер зависит от необходимой производительности установки.

Рабочими телами турбины называются потоки газа или пара, с помощью которых вал приводится в движение.

Перед попаданием на лепестки вода и газ проходят через камеру сгорания и получившийся пар или расширенный газ поступает в турбину, где энергия рабочих тел превращается в механическую работу вала. Данный процесс приводит в действие электрогенератор.

Системы, преобразующие входящие тела и сама турбина образуют вместе турбинную установку.

Обслуживание энергетических турбин

Диски турбин вращаются с очень высокими скоростями при больших нагрузках и экстремальных температурах. Это значительно сказывается на сроке службы деталей и механизмов, входящих в систему.

Конструкторы постоянно предпринимают попытки увеличения производительности турбин при снижении их габаритов и затрат на обслуживание.

Для этого необходимо решать задачи по снижению трения и износа узлов оборудования. С этой целью начинают использовать инновационные смазочные материалы, которые, в отличие от привычных смазок, обеспечивают долговременную защиту деталей от коррозии и износа. Они не выдавливаются при высоких нагрузках, не выгорают при высоких температурах и обеспечивают снижение трения деталей.

Для легкой сборки и демонтажа, а также снижения износа лопаток турбин на их хвостовики наносят антифрикционное твердосмазочное покрытие MODENGY 1001.


Рис. 1. Лопатки турбин до и после нанесения покрытия MODENGY на хвостовики

Для подшипников скольжения турбин применяют MODENGY 1001 и MODENGY 1002, прессовых посадок — MODENGY 1005, ходовых винтов — MODENGY 1001, клапанов стравливания пара ТЭЦ — MODENGY 1001 и MODENGY 1007, конденсатоотводчиков — MODENGY 1001, крепежных изделий — MODENGY 1014.

Классификация энергетических турбин

Самая распространенная типология турбинных установок основана на входящих рабочих веществах. Агрегаты делятся на паровые, газовые, парогазовые и газопаровые.

Паровые установки на входе используют воду. После камеры сгорания она преобразуется в горячий пар, который подается на лопасти турбины.

Преимуществом газовых турбин является отсутствие изменения агрегатного состояния тела. Газ внутри такой системы функционирует при более высокой температуре, чем в паровой, что способствует увеличению коэффициента полезного действия. При одинаковой производительности газовые установки имеют гораздо меньший вес и габариты, что позволяет сэкономить рабочее пространство и материал на изготовление агрегата.


Рис. 2. Первая газовая турбина российского производства

В структуре мировой энергетики увеличивается количество газотурбинных установок. Они более надежны и производительны.

Энергетические турбины являются самыми распространенными приводными установками на электрических станциях. Их производство характеризуется высокой наукоемкостью и затратностью. Совершенствование узлов трения этих агрегатов является одним из направлений современного турбостроения.

 

Что такое турбина. Принцип работы турбины

Турбиной называют дополнительный механизм двигателя. Она работает благодаря энергии отработавших газов и состоит из нескольких улиток. Одна улитка пропускает газы, а вторая – задувает воздух в цилиндр. Основная задача турбокомпрессора – увеличить мощность транспортного средства. Он может увеличить мощность двигателя практически до 100%.

Мощность автомобиля увеличивается за счет того, что турбокомпрессор под давлением подает воздух в цилиндр. Горение топливной смеси улучшается и вместе с тем увеличивается отдача.

Основные преимущества установки турбокомпрессора:

— увеличение мощности двигателя автомобиля;

— снижение расхода топлива;

— уменьшение токсичности автомобильных газов.

Какой бы качественный механизм вы не использовали, это не значит, что ему со временем не понадобится ремонт. Не стоит сразу идти и покупать новый компрессор, ведь можно отремонтировать старый.

Определить поломку турбокомпрессора может только профессиональный мастер. Однако, есть то, что вы и сам можете заметить. Например, когда из выхлопной трубы наблюдается синий дым или посторонние звуки при работе мотора, увеличенный расход масла.

Компания Turbotechnic https://turbotechnic.com.ua/remont-turbin-v-uzhgorode.html осуществляет ремонт турбокомпрессоров более 12 лет. Ремонт турбин производится с использованием качественных материалов. Отремонтированная деталь прослужит вам также долго, как и новая. На всю выполненную работу компания дает гарантию в два года.

Более детально ознакомиться с информацией можно на официальном сайте партнера.

Основные рекомендации по эксплуатации автомобиля с установленным турбокомпрессором

Для того, чтобы не создавать низкое давление в двигателе и не допускать пропускание пара масла нельзя использовать турбокомпрессор на холостом ходу больше получаса. Турбина, перед тем как выключается зажигание, должна остыть. Если резко выключить зажигание, то в системе произойдет слишком резкий скачек температур, что приведет к быстрому износу механизма.

Как правильно эксплуатировать автомобиль с установленной турбиной зимой

Зимой, автомобильный агрегат очень быстро остывает. Чтобы система турбины быстро заполнилась жидкостью, перед тем как запускать двигатель на холостых оборотах, следует его сначала провернуть.

 

 

Что такое турбина? Принцип работы и типы турбин? |

Что такое турбина?

Турбина представляет собой вращающуюся часть, которая преобразует кинетическую энергию в механическую или электрическую энергию.

Принцип работы турбины:

Когда любая жидкость ударяется о лопасть турбины, лопасти смещаются, что создает вращательную энергию. Когда вал турбины напрямую связан с генератором, механическая энергия преобразуется в электрическую.

Типы турбин:

1. Водяная турбина:

Когда турбина вращается под действием воды, она называется водяной турбиной. Используется на гидроэлектростанциях.

Классифицируется на два типа:

  • а. Турбины импульсного типа:
  • b. Турбины реактивного типа:
(a) Турбины импульсного типа:

Работает по принципу второго закона Ньютона. Вместо лопастей на роторе установлено несколько эллиптических ковшей половинного размера.Когда вода с большой скоростью ударяется о ковши, ротор начинает вращаться, после чего кинетическая энергия воды преобразуется в механическую энергию.

Пример: турбина Пелтона.

Турбина Пельтона

используется при низкой скорости нагнетания и при наличии высокого напора.

(b) Турбины реактивного типа:

В этой турбине лопатки сконструированы таким образом, что сила создается сбоку, когда вода течет через них подобно аэродинамическому профилю. Сила, создаваемая водой, отвечает за подъемную силу и заставляет вращаться лопасть.

Пример: Турбина Каплана.

Турбины Каплана

используются для высокого расхода наряду с низким или средним нагревом.

Турбина Фрэнсиса

широко используется, поскольку она очень эффективна.

Турбины реактивного типа

2. Газовые турбины:

Используется в двигателях внутреннего сгорания, которые не вырабатывают электроэнергию, но помогают при взлете. Он содержит наборы вращающихся лопастей, которые могут всасывать огромное количество воздуха и сжимать его, что увеличивает температуру.Затем воздух используется для горения.

Типы газовых турбин:

  1. Турбореактивный двигатель
  2. ПВРД
  3. Турбовентиляторный двигатель и т. д.
Газовая турбина

3. Паровые турбины:

Используется на тепловых и атомных электростанциях. Вода нагревается, образуя пар, и когда она проходит через турбину, она производит электричество. Он состоит из вращающихся лопастей, называемых ротором, и неподвижных лопастей, называемых статором.

Метод стратегического размещения ротора и статора для извлечения максимальной энергии называется компаундированием.

Паровые турбины

4. Ветряные турбины:

Это доступно, чисто и экологично. Его ротор имеет 3 лопасти и сконструирован таким образом, что когда воздух проходит между лопастями, он начинает вращаться. Турбины вращаются на очень низких оборотах. Коробка передач добавлена ​​для увеличения скорости.

Типы ветряных турбин:
  1. Турбина Савониуса с вертикальной осью.
  2. Турбина Дарье с вертикальной осью.
  3. Горизонтальная турбина с вертикальной осью.
Ветряные турбины

Если я оставил что-то еще, пожалуйста, прокомментируйте ниже.

Что такое паровая турбина | Как работает паровая турбина?

Турбины используются во всем мире для производства электроэнергии. Использование турбин растет день ото дня. Существует несколько типов турбин, которые используются в соответствии с требованиями приложения. Паровая турбина является наиболее распространенным типом турбины, которая также используется во всем мире для производства дешевой электроэнергии. В соответствии с рабочим телом турбины бывают четырех основных типов:

  1. Водяная турбина
  2. Газовая турбина
  3. Ветряная турбина
  4. Паровая турбина

В предыдущих статьях мы обсуждали газовую турбину, гидротурбину и ветряную турбину.Поэтому в этой статье я буду объяснять различные аспекты паровой турбины только с помощью диаграмм.

Что такое паровая турбина?

Паровая турбина представляет собой механическое устройство, которое преобразует тепловую мощность пара в механическую работу в форме энергии вращения . Эта турбина известна как паровая турбина, потому что она использует пар в качестве рабочего тела. В 1884 первая паровая турбина была открыта сэром Чарльзом А . Парсонс .

В этой турбине механическая работа производится с помощью вала турбины. Этот вал соединен с парогенератором, который преобразует механическую энергию вала в электрическую.

Пар имеет преимущество перед водой: объем пара очень быстро расширяется. Скорость паровой турбины прямо пропорциональна выходной мощности. Поэтому паровые турбины должны работать на максимальной скорости, если вы хотите добиться наибольшей производительности.Колесные турбины не могут вращаться с высокой скоростью, как паровая турбина.

Максимальная эффективность достигается за счет использования кинетической энергии пара. Эти турбины имеют много преимуществ перед другими типами турбин, например: они производят недорогую электроэнергию, а паровая энергия не загрязняет окружающую среду.

По этим причинам эти турбины заменили поршневые двигатели в качестве первичных двигателей на крупных электростанциях. Паровые турбины работают по основному принципу термодинамики.То есть, когда пар расширяется, его температура падает.

Принцип работы паровой турбины

Принцип работы паровой турбины очень прост. Паровая турбина работает по основному принципу цикла Ренкина . Рис. Работа паровой турбины

Источник изображения: https://schoolworkhelper.net/

При работе паровой турбины в первую очередь перекачивается вода из внешнего источника (например, реки, моря или канала) в котельную часть с помощью насоса.Затем вода в котелке нагревается до очень высокой температуры, чтобы вода могла превратить ее в перенасыщенный пар.

Производство пара в котле варьируется в зависимости от теплоты сгорания и скорости потока, а также используемой площади поверхности теплопередачи. Поскольку котел вырабатывает пар, пар направляется в зону турбины. Собственно, в этих турбинах энергия давления пара преобразуется в К.Э. после прохождения пара через сопло.

Когда пар ударяется о лопасти ротора, он создает динамическое давление на вал и лопасти ротора.По этой причине и вал, и лопасть начинают вращаться в одном направлении. Благодаря этому процессу тепловая энергия пара преобразуется в энергию вращения лопасти ротора, и ротор начинает вращаться.

Вал соединен с ротором турбины. Вал получает энергию вращения от ротора и начинает вращаться.

Генератор, называемый парогенератором, соединяется с валом через змеевик. Вал вращает катушку генератора в магнитном поле.Когда катушка вращается в магнитном поле, электричество генерируется и течет внутри проводов.

Благодаря простой конструкции этих турбин вибрация намного ниже, чем у других двигателей с такой же скоростью.

Читайте также: Работа газовой турбины

Типы паровых турбин

Существует несколько типов паровых турбин в зависимости от их различных операций и их промышленного значения. Ниже приведены основные типы паровых турбин:

1) На основе точки входа пара

  1. Турбина с центральным впуском
  2. Турбина с торцевым впуском

2) На основе применения

5 Turbine

  • Промышленная турбина
  • Утилита турбины
  • 3) На основе давления турбины

    1. турбины низкого давления
    2. турбины среднего давления
    3. турбина высокого давления

    4) на основе Условие выпуска турбины

            1. экстракция турбины
            2. турбина
            3. турбины на белом фоне
            4. прямой конденсатор

            5) на основе парового потока

            1. Радиальный расход Турбина
            2. осевой поток Turbine

            6) В зависимости от конструкции лопасти

            1. Реакция Tu RBINE
            2. Импульсные турбины

            1) На основе состояния выпуска турбины

            в этой категории паровая турбина имеет следующие три типа:

            I) Конденсированные паровые турбины

            в этих Типы паровых турбин, пар вводится в турбину регулирующим клапаном.Поскольку название конденсационной турбины означает, что пар внутри турбины не может расширяться, потому что эта турбина предназначена для конденсации. Кроме того, на заключительном этапе лезвие намокнет.

            Отработанный пар конденсируется в конденсаторе, а конденсатор превращает этот пар в воду. Эта конденсированная вода снова используется в котле для производства пара. Эти турбины наиболее распространены на гидроэлектростанциях.

            ii) Паровая турбина с противодавлением

            В этой турбине пар не расширяется полностью.После частичного использования тепловой энергии пара внутри турбины весь пар выделяется при определенной температуре и давлении.

            Параметры пара на выходе определяются в соответствии с технологическими требованиями.

            iii) Вытяжная и конденсационная турбина

            Вытяжная и конденсационная турбина имеет два впускных клапана. Первая ступень турбины известна как «ступень высокого давления (ВД)», а вторая ступень известна как «ступень низкого давления (НД)».”

            По завершении фазы высокого давления высвобождается некоторое количество пара. Оставшийся пар поступает в ступень низкого давления, где он далее конденсируется при низком давлении.

            Читайте также: Работа турбовентиляторного двигателя

            2) Типы в соответствии с процессом теплоотдачи

            В этой категории паровые турбины бывают следующих типов:

            с генератором

            В турбине этого типа пар подается в камеру конденсатора под давлением ниже атмосферного.

            В этой турбине пар выходит из промежуточной ступени и используется для нагрева питательной воды. Скрытая теплота выхлопного пара в процессе конденсации полностью сбрасывается.

            ii) Конденсационные турбины с различными промежуточными ступенями отбора

            В паровых турбинах этого типа пар выпускается из промежуточной фазы и используется для промышленного отопления.

            iii) Турбины с противодавлением

             В турбине с противодавлением выхлопной пар используется для отопления или промышленных целей.Также можно использовать турбину с пониженным вакуумом, в которой поток выхлопных газов можно использовать для нагрева и обработки. Эти турбины также известны как нерасширяющиеся турбины.

            Механическая энергия турбины используется для работы механических или электрических устройств, таких как компрессоры, вентиляторы, насосы и т. д. Эти паровые турбины имеют простую конфигурацию. Им требуется очень мало охлаждающей воды или ее отсутствие.

            Эти турбины имеют более низкую цену по сравнению с экстракционными паровыми турбинами.Паровая турбина с противодавлением не отводит тепло при конденсации; следовательно, он имеет высокую эффективность.         Рис. Турбина с противодавлением

            iv) Турбина отбензинивания

            В турбине отбензинивания выхлопной пар используется в конденсационных турбинах низкого и среднего давления. Топливная турбина работает в условиях более высокой начальной температуры и давления пара и используется в основном для увеличения мощности электростанций. Рис. турбины используют пар с давлением более 225 атм.

            ii) Турбина сверхвысокого давления

            В ней используется температура 550°C или более и давление пара 170 атм или более.

            iii) Турбина высокого давления

            Используется пар с давлением более 40 атм.

            iv) Турбина среднего давления

            Эти турбины потребляют давление пара до 40 атм.

            v) Турбины низкого давления

            Эти типы паровых турбин используют пар с давлением 1.2 атм до 2 атм.

            4) Типы паровых турбин в зависимости от промышленного использования

            В зависимости от промышленного применения паровые турбины бывают следующих типов.

            i) Стационарные турбины с постоянной частотой вращения

            Эти турбины в основном используются для привода генераторов переменного тока.

            ii) Стационарная турбина с переменной скоростью

            Эти турбины используются для питания насосов, циркуляционных насосов, турбовентиляторных двигателей и т.д.

            iii) Переходная турбина с переменной скоростью

            Эти турбины обычно используются на железнодорожных локомотивах, кораблях и пароходах.

            5) Типы по конструкции лопаток

            По конструкции лопаток паровые турбины делятся на два основных типа.

            1. Реакционную турбину
            2. Импульс турбины

          I) Реакционную турбину

          Основная статья: Реакционная турбина

          в случае реакционной турбины, пара течет через лопасти.Затем он расширяется как на подвижных, так и на неподвижных лопатках турбины. Подвижные и неподвижные лопасти имеют постоянный перепад давления.

          Реактивные турбины немного отличаются от импульсных турбин, которые состоят из неподвижных сопел и подвижных лопастей. По сравнению с импульсными турбинами реактивные турбины имеют более низкий перепад давления на ступень. Реактивная турбина обычно более эффективна.

          Примером реактивной турбины является турбина Парсона. Реактивная турбина требует в два раза больше рядов лопаток, чем импульсная турбина, для преобразования той же тепловой энергии.Таким образом, реактивные турбины становятся тяжелее и длиннее.

          ii) Импульсная турбина

          Основная статья: Импульсная турбина

          Включает известные типы паровых турбин. В случае импульсной турбины пар выходит из неподвижных сопел с очень высокой скоростью и ударяется о неподвижные лопасти вокруг ротора.

          Лопасть отклоняет отклонение потока пара без изменения давления. Вал турбины вращается за счет изменения импульса.

          В этих турбинах пар, который впрыскивается с очень высокой скоростью из неподвижного сопла, ударяется о лопасти, прикрепленные к ротору. Лопасть изменяет направление потока пара без изменения давления пара.

          Сила, создаваемая изменением крутящего момента, заставляет вращаться вал турбины.

          Компоненты паровой турбины

          Паровая турбина имеет следующие основные детали:

          1. Корпус
          2. Rotor Blades
          3. Rotor
          4. Гуверна
          5. Gearing Gears
          6. SentiNel Valve
          7. Кольцо для форсунки и реверсию
          8. Лабиринтное уплотнение

          1) Корпус 

          Корпус выдерживает все малые и высокие рабочие нагрузки.В корпусе есть ротор, лопасти, регулятор и множество других внутренних компонентов.

          Конструкция сводит к минимуму тепловую нагрузку. Он обеспечивает безопасность всех внутренних частей паровой турбины.

          2) Ротор 

          Ротор имеет несколько лопаток, которые вращаются вместе с движением ротора. У него есть вал. Одна сторона вала используется для подключения ведомого насоса, а другой конец вала используется для регулятора скорости и системы быстрого отключения.

          Ключевая часть паровой турбины, преобразующая тепловую энергию пара в механическую энергию.

          3) Лопасти 

          Эти лопасти используются для извлечения энергии высокоскоростного пара и передачи ее ротору. Конструкция этих лопаток играет важную роль в эффективности турбины.

          4) Регулятор 

          Система регулятора представляет собой систему управления, зависящую от скорости, которая устанавливается в паровой турбине. Он также известен как контроллер .Он используется для управления скоростью вращения турбины.

          Регулирующий клапан устанавливается для управления скоростью турбины путем изменения расхода пара турбиной. Он имеет систему серводвигателя, противовес с пружинным возвратом и паровой клапан.

          Этот компонент турбины регистрирует скорость вращения вала турбины посредством прямого узла или магнитного импульса от шестерни.

          Изменение параметров на входе и выходе паровой турбины и изменение мощности, потребляемой насосом, вызывает изменение скорости вращения турбины.Это изменение скорости приводит к перестановке грузов регулятора, а затем и клапанов регулятора.

          5) Лабиринтное уплотнение

          Лабиринтное уплотнение представляет собой метод уменьшения утечек со стороны высокого давления на сторону низкого давления за счет небольшой утечки. Пространство между валом и лабиринтом должно быть как можно меньше.

          6) Кольцо сопла и узел реверсивной лопасти

          Кольцо сопла установлено на нижней внутренней половине кожуха паровой части.Форсунка устанавливается внутри кольца форсунки. Он направляет пар из паровой камеры к ряду лопаток 1 ступени Кертиса. Ступень Кертиса содержит два ряда лопастей.

          Узел реверсивной лопасти чаще всего устанавливается между рядами ступенчатых лопастей Curtis. Этот узел крепится к кольцу сопла. Основная функция узла реверсивных лопастей заключается в реверсировании потока пара, когда пар выходит из ступеней Кертиса в ряду 1 и направляет пар к лопастям ступени Кертиса 2 и ряда.

          7) Дозорный клапан

          Дозорный клапан работает как предупреждающее устройство. Он устанавливается поверх корпуса выходного конца турбины, что свидетельствует о слишком высоком давлении в корпусе выходного конца турбины.

          Когда давление в корпусе превышает определенный уровень рабочего давления, сигнальный клапан пропускает небольшое количество пара в окружающую среду. Во время этого процесса утечки этот клапан издает слышимый шум. Вы не можете использовать этот клапан в качестве предохранительного клапана.

          8) Поворотные шестерни

          Эти шестерни обычно используются в больших турбинах. Эта шестерня медленно вращает ротор в процессе нагрева и охлаждения. Это делается для того, чтобы поддерживать почти однородную температуру ротора или вала по периметру для поддержания прямолинейности и баланса.

          Эффективность паровой турбины

          Многие аспекты влияют на эффективность

          паровой турбины

          , в том числе размер и тип турбины , а также температуру и давления из входных пар и выхлопных.Это также зависит от расхода пара .

          Паровые турбины лучше всего подходят для крупных тепловых электростанций. Существуют паровые турбины различных размеров до 1,5 ГВт для выработки электроэнергии.

          5

          Читайте также: Эффективность газовой турбины

          Как рассчитать эффективность паровой турбины

          Паровая турбина имеет два разных типа:

          1. импульс реакции турбины
          2. реакционную паровой турбину

          Эти обоих типов паровых турбин работают по разным принципам, как обсуждалось выше.Следовательно, они имеют разный КПД, но по приведенной ниже формуле можно рассчитать КПД этих турбин:

          В приведенном выше уравнении входная кинетическая энергия изменяется в зависимости от абсолютной скорости пара на входе в турбину. В то время как выполняемая работа зависит от многих факторов, таких как относительная скорость пара, уменьшение количества тепла пара в турбине, угол наклона лопасти и угол наклона направляющего аппарата на входе в турбину.

          В некоторых случаях из-за этих факторов очень сложно рассчитать проделанную работу, а иногда невозможно точно рассчитать некоторые специфические характеристики, такие как давление пара, температура и скорость.

          Ниже приведены два различных метода расчета эффективности пара:

          1. Эффективность лопатки (ɳb)
          2. Эффективность ступени (ɳs)

          Скорость пара используется для расчета эффективности лопатки (ɳb). Напротив, изменение энтальпии пара используется для расчета эффективности ступени (ɳs). Энтальпия описывает теплоемкость пара.

          В обоих случаях угол наклона направляющего аппарата на стороне впуска обозначается как α1 , и он играет важную роль в эффективности турбины.Косинус этого угла выполняет центральную функцию в определении КПД импульсной и реактивной паровых турбин.

          На приведенной ниже диаграмме показан КПД лопаток для импульсных и реактивных турбин. Рисунок: КПД лопаток реактивной и импульсной паровых турбин

          Приведенная выше диаграмма ясно показывает, что импульсная турбина менее эффективна, чем реактивная паровая турбина.

          Наивысший КПД импульсной турбины может быть достигнут при нулевом угле входной лопасти.Это связано с тем, что этот угол минимизирует трение за счет уменьшения площади поверхности лезвия.

          Вы также можете соединить несколько турбин последовательно, чтобы максимизировать энергию пара перед возвратом пара в конденсатор. Метод расчета КПД ступени лучше всего работает в этом типе узла турбины.

          Формула КПД паровой турбины

          КПД паровой турбины можно рассчитать по следующим формулам:

          Изэнтропический КПД :- Это отношение фактической работы к изэнтропической работе турбины.

          Электрическая эффективность ТЭЦ :-  Это соотношение между чистой выработанной электроэнергии и общим количеством топлива в котле. Для его расчета используется следующее уравнение:

          Электрический КПД ТЭЦ = Чистая выработанная электроэнергия/Общее количество топлива в котле паровой котел. Общий КПД ТЭЦ можно рассчитать по следующей формуле.

          Общая эффективность ТЭЦ = (Чистый пар для обработки + Чистая произведенная электроэнергия)/Общее количество топлива в котле

          Как повысить эффективность паровой турбины из них приведены ниже:

          • Полосы рассеивания также могут использоваться для уменьшения потерь при дросселировании.
          • Потери на трение можно уменьшить, используя высокоэффективные лопасти/форсунки.
          • Дефлектор выхлопного воздуха может использоваться для снижения давления в корпусе выхлопа.
          • Конкретные свойства, используемые в конкретном приложении, как правило, основаны на компромиссе между капитальными вложениями и стоимостью производства пара в течение срока службы турбины. Итак, это метод оптимизации.
          • В подогревателе воды, при определенных условиях, расширенный пар вытягивается турбиной. После извлечения этот пар используется для нагрева воды непосредственно перед подачей на турбину. В системе водяного подогревателя энергия извлеченного пара возвращается в систему, а потери от источника холода намного меньше, чем в простом цикле Ренкина.Кроме того, этот процесс экстракции завершается на различных этапах. Теоретически КПД электростанции прямо пропорционален количеству ступеней отбора пара. Чем больше ступеней отбора пара, тем выше КПД электростанции.

          P-V схема паровой турбины

          Паровая турбина работает по циклу Ренкина. Цикл Ренкина — это идеальный термодинамический цикл тепловой машины, в которой тепловая энергия преобразуется в механическую работу при фазовом переходе.

          Парогенератор работает следующим образом:-

          • Изэнтропическое сжатие :- На приведенной выше диаграмме линия 1-2 соответствует изоэнтропическому сжатию. В этом цикле жидкость перекачивается от низкого давления к высокому давлению. Во время этого процесса насосу требуется очень малая мощность для перекачивания жидкости.
          • Изобарическое теплоснабжение: —  Линии 2-3 представляют процесс изобарического теплоснабжения. Вода высокого давления поступает в котел, где нагревается от внешнего источника тепла при постоянном давлении для преобразования в сухой насыщенный пар.
          • Изэнтропическое расширение: — Строки 3-4 представляют процесс изоэнтропического расширения. Во время этого процесса сухой насыщенный пар расширяется турбиной для производства электроэнергии. В этом процессе конденсация происходит за счет снижения давления и температуры паров пара.
          • Отвод изобарического тепла:- Строка 4-1 представляет собой процесс отвода изобарического тепла. В ходе этого процесса влажные водяные пары попадают в конденсатор, где конденсируются в насыщенную жидкость при постоянном давлении.

          Преимущества и недостатки паровой турбины

          Паровая турбина имеет следующие преимущества и недостатки:

          Преимущества паровых турбин
          1. Этот тип вращающихся тепловых двигателей особенно подходит для привода тепловых двигателей.
          2. Поршневые двигатели имеют низкий тепловой КПД по сравнению с парогенератором.
          3. Соотношение мощности и веса очень высокое по сравнению с поршневым двигателем.
          4. Эти турбины имеют меньше вращающихся компонентов по сравнению с поршневым двигателем.
          5. Эти турбины лучше всего подходят для крупных тепловых электростанций. Существуют турбины различных размеров до 1,5 ГВт для выработки электроэнергии.
          6. Как правило, пар содержит большое количество энтальпии (особенно в виде теплоты парообразования). Это означает, что пар имеет меньший массовый расход по сравнению с газовыми турбинами.
          7. Паровые турбины более надежны, особенно в приложениях, требующих постоянной высокой производительности.
          8. Электричество, производимое паровой турбиной, имеет относительно низкую стоимость.

          Недостатки паровых турбин
          1. Высокая начальная стоимость.
          2. При частичной нагрузке эффективность этой турбины ниже, чем у поршневого двигателя.
          3. Имеет большее время запуска по сравнению с газовой турбиной и больше, чем поршневой двигатель.
          4. По сравнению с поршневым двигателем и газовой турбиной он меньше реагирует на изменения энергопотребления.

          Применение паровых турбин
          1. Эти турбины используются в производстве электроэнергии.
          2. Используется в возобновляемых источниках энергии.
          3. Они также используются для производства электроэнергии с помощью пара.
          4. Эти виды использования на заводах по переработке отходов.
          5. Использование паровых турбин в нефтегазовых компаниях.
          6. Эти генераторы также используются в обрабатывающей промышленности.
          7. Эти турбины используются в ракетах, самолетах и ​​кораблях для создания движения.

          Преимущества паровых турбин перед паровыми двигателями
          1. Более высокий тепловой КПД.
          2. Отсутствие возвратно-поступательных компонентов для идеального баланса и отсутствие необходимости в тяжелом фундаменте.
          3. Возможен диапазон высоких скоростей с паровой турбиной.
          4. Смазка очень проста, так как нет фрикционных компонентов.
          5. Маховик не требуется, поскольку скорость выработки энергии одинакова.
          6. В случае паровой турбины расход пара низкий.
          7. Во время работы паровые турбины требуют меньше внимания и более компактны.
          8. Лучше всего подходит для крупных электростанций.
          9. Отсутствие таких деталей, как шатуны, траверсы, поршневые штоки и поршни, значительно упрощает конструкцию и эксплуатацию, а также снижает затраты на техническое обслуживание.
          10. Может возникнуть значительная перегрузка, но общая эффективность немного снижается.

          Часто задаваемые вопросы Раздел

          какой обмен энергии происходит между парогенератором и турбиной?

          Между турбиной и парогенератором тепловая энергия преобразуется в механическую энергию (энергию вращения).За счет этой энергии вращения ротор турбины начинает вращаться, что дополнительно вращает катушку генератора, а генератор преобразует механическую энергию в электрическую.

          Паровая турбина работает по циклу

          Паровая турбина работает по циклу Ренкина.

          Кто изобрел паровую турбину?

          В 1884 первая паровая турбина была открыта сэром Чарльзом А . Парсонс .

          Из каких частей состоит паровая турбина?

          Паровая турбина имеет следующие действия:

          1. Корпус
          2. Лабиринт
          3. Labyrinth Play
          4. Кольцо насадки
          5. Кольцо насадки и реверсирующие клинки
          6. Rotor
          7. Guwner
          8. Greating Gears
          9. SentiNel Valve
          10. Rotor Blades

          Что такое типы паровых турбин?

          Паровые турбины бывают следующих основных типов:

          1. Турбина с центральным впуском
          2. Турбина с торцевым впуском
          3. Морская турбина
          4. Промышленная турбина
          5. Коммунальная турбина
          6. Турбина низкого давления 9002 9021 Турбина высокого давления
          7. 2
          8. 90 Турбина
          9. Экстракция Cum Condensing Turbine
          10. Турбина
          11. Турбина
          12. Турбина диаграмма
          13. прямая конденсация
          14. Axial потока турбины
          15. осевой поток турбины
          16. реакционные турбины
          17. Импульс турбины

          Мы делаем глубокий взгляд на паровую турбину Принцип и некоторые другие аспекты.Итак, я надеюсь, что вы усвоили все концепции, связанные с этой темой. Если вам нужна дополнительная помощь по этой теме, дайте мне знать в поле для комментариев. Я постараюсь дать вам хороший ответ.

          Подробнее
          1. Типы и работа ветряных турбин
          2. Различные типы турбин
          3. Работа газовой турбины

          Импульсная турбина: принцип работы, компоненты и типы

        1. группы, основанные на способе обмена энергией между жидкостью и турбиной: импульсные турбины и реактивные турбины.Гидротурбины устанавливаются для преобразования потенциальной энергии и кинетической энергии потока воды в механическую работу.

          Импульсные турбины работают на основе изменения векторов скорости. Как правило, потенциальная энергия воды (или другой жидкости, например, пара) в зависимости от высоты водопада преобразуется в кинетическую энергию с помощью одного или нескольких сопел, а затем вода ударяется о лопасти турбины на высокой скорости, заставляя турбину вращаться. и, следовательно, вырабатывает электроэнергию. Эти турбины больше подходят для извлечения энергии из условий высокого напора и низкого расхода.

          Принцип работы импульсной турбины

          В этих турбинах статическое давление внутри рабочего колеса постоянно, а рабочее колесо турбины находится под атмосферным давлением. Бегунок вращается в воздухе, а жидкость распыляется на лопасти через сопло для обмена энергией с турбиной. Струйное сопло или ряд сопел направляет высокоскоростной поток на лопасти, которые обычно имеют форму ведра или чаши. Поэтому в форсунках происходят только изменения давления.

          Изогнутые лопасти предназначены для изменения скорости потока. Этот удар вызывает изменение количества движения, и на основании закона преобразования энергии к лопастям турбины прикладывается сила. Согласно второму закону движения Ньютона сила, возникающая при движении жидкости, зависит от двух факторов: массы жидкости, поступающей в турбину, и изменения скорости жидкости между входом и выходом турбины. Поскольку изменения массы жидкости не происходит, при расчете силы, действующей на бегунок, учитываются только изменения скорости.

          Таким образом, в процессе выработки электроэнергии в импульсных турбинах реализуются следующие этапы.

          • Накопленная вода течет из источника выше по течению через водовод для подачи к насадке.
          • Потенциальная энергия воды внутри сопла преобразуется в кинетическую энергию и впрыскивается в лопасти или ковши; таким образом, бегун крутится.
          • Имеется механизм управления потоком воды, впрыскиваемой в бегунок. Копье обычно играет важную роль в этом процессе.
          • Генератор, прикрепленный к валу, преобразует механическую энергию в электрическую.
          Схема работы Импульсной турбины (Ссылка: альтернативная энергия-туториалы.com )

          Импульсные турбины способны брать всю кинетическую энергию воды для достижения высокой эффективности. Вода выбрасывается в атмосферу снизу корпуса турбины после достижения рабочего колеса; следовательно, в нижней части турбины нет всасывания. Здесь вы можете схематически увидеть, как работает импульсная турбина в процессе извлечения мощности из кинетической энергии воды, а также ее компонентов.

          Компоненты импульсной турбины

          Импульсные турбины состоят из следующих компонентов.

          Бегунок

          Бегунок состоит из круглого диска, к которому прикреплено несколько изогнутых лопастей, и цилиндрического вала в центре. Валы и бегунки обычно изготавливаются из нержавеющей стали. В случаях, когда напор меньше, рабочее колесо изготавливают из чугуна.

          Ковши

          Ковши представляют собой набор чашек в форме ложки, которые устанавливаются вокруг рабочего колеса для обмена энергией между жидкостью и турбиной.Струя жидкости попадает в эти ковши после выхода из сопла, заставляя турбину вращаться и выходя за внешний край ковша. Изменение направления жидкости при выходе по сравнению с углом удара варьируется в зависимости от конструкции турбины.

          Чтобы получить наибольший импульс, этот угол должен составлять 180 градусов. Однако этот угол ограничен углами около 170 градусов из-за таких соображений, как то, что выходящий поток из одного ковша не сталкивается со следующим ковшом и не вызывает его торможения.Эти ковши изготавливаются из нержавеющей стали или чугуна.

          Форсунка

          Форсунка предназначена для регулировки и подачи потока жидкости на ковши. Как упоминалось ранее, это единственная часть узла импульсной турбины, в которой изменение давления и напор потока преобразуются в кинетическую энергию. Объем струи воды, достигающей ведра, регулируется компонентом, называемым копьем, которое представляет собой коническую иглу, которая перемещается в сопло и выходит из него с помощью маховика или автоматически.При движении этой иглы назад поток воды увеличивается, а при движении вперед — уменьшается.
          Сопло обычно изготавливается из карбида вольфрама, который очень твердый и может противостоять эрозионным частицам.

          Найти все Сопло в Linquip

          Корпус

          Кожух импульсной турбины представляет собой щит над турбиной, предотвращающий разбрызгивание воды, а также направляющий ее к водосливу, который существует для дополнительной воды. защитить структурную целостность плотины.Обычно для изготовления корпуса используется чугун.

          Водоводы

          Водоводы на гидроэлектростанциях представляют собой трубы и каналы, по которым вода поступает от плотин и водохранилищ к турбинам. Как правило, они сделаны из стали. По этим каналам течет вода под высоким давлением.

          На рисунке ниже показаны различные компоненты импульсных турбин и их расположение.

          Основные части импульсной турбины (Ссылка: Mechanicalbooster.com )

          В дополнение к основным компонентам, упомянутым выше, обычно используется механизм, предотвращающий вращение турбины.Когда водяная струя останавливается, рабочее колесо продолжает вращаться за счет действия инерции. В этих случаях, чтобы предотвратить это вращение, в заднюю часть ковшей впрыскивается струя воды, которая называется тормозной струей .

          Здесь можно схематически увидеть, как работает импульсная турбина в процессе извлечения мощности из кинетической энергии воды и ее компонентов.

          Типы импульсных турбин

          Водяные турбины, которые в основном используются на гидроэлектростанциях:

          Пельтон

          Пельтонная турбина состоит из трех основных частей: сопла, рабочего колеса и дефлектора.

          Эта турбина используется при большой высоте падения воды. Напор воды преобразуется в высокоскоростной поток одной или несколькими форсунками (до 6). Поток воды и, следовательно, мощность турбины регулируются копьем путем регулирования расхода воды.

          Набор лопаток установлен симметрично вокруг цилиндрического рабочего колеса турбины. Благодаря особой форме этих ведер струя воды попадает в центр ведра (рассекатель) и выходит с обеих сторон.Этот выход таков, что вода, выходящая из ведра, не попадает в соседнее и не приводит к торможению. Ось турбинного колеса может располагаться горизонтально или вертикально. При больших мощностях и большем числе сопел вал всегда вертикальный, а генератор устанавливается над турбиной.

          Дефлектор расположен между рабочим колесом и соплом, и его задача — не допустить разбрызгивания воды из сопла на ковши при резком снятии нагрузки с турбины и увеличении частоты ее вращения.Затем постепенно с помощью копья поток воды прекращается. Также стоит отметить, что из-за возможности возникновения явления гидравлического удара скорость воды в форсунке не может быть быстро уменьшена, а слив может быть перекрыт.

          На следующем рисунке показана схема турбины Пелтона и других компонентов, связанных с работой.

          Найти все Пелтон в Linquip

          Схематический вид турбины Пелтона (Ссылка: изображение .slidesharecdn.com )

          Вот некоторые другие гидравлические и физические характеристики:

          • Используется для напора от 20 до сотен метров и расхода от 5 до 1000 литров в секунду.
          • Установка турбины Пельтона, как правило, проще, чем установка реактивной турбины, такой как Каплан, с аналогичной мощностью, поскольку требования к трубопроводу невелики из-за относительно низкой скорости потока.
          • Из-за работы турбины Пелтона при высоком давлении воды оборудование, необходимое для Пенстока в этих турбинах, сложное и дорогое.
          • Турбины Пелтона могут достигать КПД до 95%; Максимальный КПД 90% достигается на микро-ГЭС.

          Чтобы узнать больше об истории и гидродинамических принципах работы турбины Пелтона, посетите здесь.

          Турго

          Турбина Турго — это еще один тип импульсной турбины, который работает аналогично Пелтону; отличие в том, что в этих турбинах струя воды бьет в ковши наискось (около 20 градусов).Из-за сложной формы ковшей изготовить их сложнее. Турбина Turgo имеет более высокую удельную скорость, чем турбина Pelton. Преимущество заключается в наличии большего жиклера и меньшего размера машины по сравнению с Пелтоном при равной мощности. Этот тип импульсной турбины используется на малых гидроэлектростанциях.

          Вид на турбину Турго и положение сопла относительно лопаток можно увидеть на рисунке ниже.

          Турбина Turgo (Ссылка: image.slidesharecdn.com )

          Некоторые другие физические характеристики перечислены здесь:

          • Они могут иметь более высокие скорости потока, чем турбины Пелтона того же физического размера.
          • Подходят для высоких скоростей вращения.

          Подробнее о Turgo Turbine можно узнать из этого видео.

          Подробнее о Linquip

          Поперечный поток

          Эта турбина представляет собой модифицированный тип импульсной турбины, используемой на малых гидроэлектростанциях. Как и в других типах импульсных турбин, ротор вращается в воздухе и не полностью погружен в воду, как реактивная турбина.Одним из существенных преимуществ и особенностей этой турбины является то, что она может работать в широком диапазоне расхода, напора и, следовательно, мощности. Кроме того, он может хорошо адаптироваться к изменениям потока при сохранении эффективности. Специальная система управления может регулировать активную часть турбины в зависимости от расхода воды.

          Различные части этой турбины показаны на следующем рисунке. Бегунок имеет форму барабана. В случаях, когда голова низкая, бегун длинный, и наоборот, чем выше голова, тем короче бегун.Вода поступает в турбину после прохождения через входной переходник и направляющие лопатки, которые играют направляющую роль, направляя поток на ротор под нужным углом для достижения наилучшего КПД. Вода выходит из турбины через выходной патрубок, дважды проходя через рабочее колесо; сначала он течет по верхним лопастям ротора, а затем возвращается через центр ротора и нижние лопасти, создавая крутящий момент в обоих процессах. Вот почему к этим турбинам применяется название Cross-flow.Наконец, поток выходит из ротора через отсасывающую трубу. Вода может попадать в бегунок горизонтально или вертикально. Количество лопастей варьируется от 10 до 34.

          Турбина с поперечным потоком (Ссылка: Renewablesfirst.co.uk )

          Некоторые другие гидравлические и физические характеристики:

          • Эта турбина может использоваться для до 200 метров и расходом от 20 до 2000 литров в секунду.
          • Диапазон мощностей этих турбин для гидроузлов с типовой мощностью от 5 кВт до 100 кВт, а в больших системах может быть до 3 МВт.
          • Они просты в изготовлении и почти не требуют обслуживания.

          Дополнительную информацию о турбинах с поперечным потоком можно найти здесь.

          Купить оборудование или запросить услугу

          Используя службу Linquip RFQ, вы можете рассчитывать на получение предложений от различных поставщиков из разных отраслей и регионов.

          Щелкните здесь, чтобы запросить коммерческое предложение от поставщиков и поставщиков услуг

           

          Принцип работы ветряной турбины и способ ее изготовления

          Сегодня мне нужно обсудить, как работает ветряк .Этот вопрос поднимался пару раз в дискуссиях, которые у меня были с другими самодельщиками, и ответ на этот адрес поразительно прямолинеен. Очевидно, краткий ответ на запрос состоит в том, что ветряная турбина работает, улавливая жизненную силу ветра и преобразовывая ее в энергию. С этого момента эта энергия отправляется по проводам в ваш дом, навес для автомобиля или в систему накопления жизненных сил (как правило, батареи).

          Принцип работы ветряной турбины

          Однако, как правило, мы можем пойти гораздо глубже, не слишком запутываясь; это о материаловедении ловли ветра.Чтобы хорошо раскрыть тему, мы должны обсудить два компонента. Прежде всего, мы должны понять, как улавливается жизненная сила ветра. С этого момента мы должны обсудить, как эта моторная жизнеспособность преобразуется в полезную мощность.

          Как работает ветряная турбина – захват ветра

          Для начала мы должны охватить одну простую мысль. Ветряная турбина улавливает поступательную силу ветра и после этого использует это ограничение, чтобы вращать заостренные куски стали. На самом деле здесь происходит то, что мы берем поступательную силу ветра и трансформируем ее в боковой толчок, чтобы повернуть заостренные куски стали.Острая, как бритва, конфигурация вашего ветряного двигателя — это то, на что можно положиться в этом обмене энергией. При использовании наклонной или изогнутой заостренной стали (как правило, наклонной и изогнутой) ветер перенаправляется по такому пути до такой степени, что ветер толкает ее в сторону и, таким образом, поворачивает край.

          Очевидно, нам нужно обсудить и хвостовик вашей турбины. Без него боковой привод, толкаемый изгибом ваших режущих кромок, мог бы повернуть всю сборку турбины, а не просто заостренные куски стали.В то время как ветер давит в стороны на ваши края, чтобы повернуться, он также струится прямо через хвостовик, который удерживает сборку против ветра и позволяет вашим заостренным кускам стали свободно вращаться.

          Принцип работы ветряных турбин — преобразование энергии ветра в электричество

          Когда мы понимаем, как ветер толкает энергию, чтобы повернуть режущие кромки, нам также нужно обсудить, как генерируется энергия.За заостренной стальной сборкой находится магнитный ротор , который прикреплен к полюсу, который, таким образом, подключен к вашему ветряному генератору. В большинстве частных заявок ветрогенератор представляет собой нечто столь же простое, как двигатель постоянного тока.

          Если вы понимаете основы энергии, вы можете понять, что, поворачивая магниты вокруг передатчика, вы управляете энергией. По сути, это то, что представляет собой двигатель постоянного тока. Он состоит из сильных магнитов , которые могут вращаться вокруг проводящего фокуса.Когда края вашей турбины поворачиваются на ветру, полюс поворачивает ваши магниты в вашем двигателе постоянного тока, который обрабатывает полезную мощность. По сути, это работа ветряных турбин, и, несмотря на то, что мы только что изучили физическую науку, стоящую за всем, теперь у вас есть превосходное понимание того, как поймать ветер для питания вашего дома.

          Заключение

          Спасибо, что прочитали нашу статью, и мы надеемся, что она поможет вам лучше понять принцип работы ветряной турбины .Если вы хотите купить магнитные изделия, мы советуем вам посетить Stanford Magnets для получения дополнительной информации.

          Являясь одним из ведущих мировых поставщиков магнитов, Stanford Magnets  имеет более чем двадцатилетний опыт производства и продажи всех видов магнитной продукции, предоставляя клиентам высококачественную редкоземельную постоянную магнитную продукцию   такие как неодимовые магниты и другие постоянные магниты, не содержащие редкоземельных элементов, по очень конкурентоспособной цене.

          Просмотры сообщений: 1118

          Теги: магнитный ротор, Неодимовые магниты, нередкоземельные постоянные магниты, редкоземельные постоянные магнитные продукты, Стэнфордские магниты, сильные магниты, Ветровая турбина, Принцип работы ветряной турбины

          Паровая турбина — Принцип работы и типы паровой турбины

          ЧТО ТАКОЕ ПАРОВАЯ ТУРБИНА?

          Паровая турбина представляет собой один из видов теплового двигателя, в котором тепловая энергия пара преобразуется в механическую работу.Конструкция паровой турбины очень проста. К турбине не прикреплен шток поршня, маховик или золотниковые клапаны. Поэтому техническое обслуживание довольно просто. Она состоит из ротора и набора вращающихся лопастей, прикрепленных к валу и валу. расположен в середине ротора. Электрический генератор, известный как генератор паровой турбины, соединен с валом ротора. Генератор турбины собирает механическую энергию с вала и преобразует ее в электрическую энергию. Генератор паровой турбины также повышает эффективность турбины.

          ИСТОРИЯ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

          Первая паровая турбина была изобретена греческим математиком Героем Александрийским около 120 г. до н.э. и была поршневой. Современная паровая турбина была изготовлена ​​сэром Чарльзом Парсонсом в 1884 году. Ее конструкция неоднократно менялась. Мощность турбины составляет от 0,75 кВт до 1000 МВт. Это широкий спектр применений, таких как насосы, компрессоры и т. д. Современная паровая турбина также используется в качестве первичного двигателя на большой тепловой электростанции.

          ПРИНЦИП РАБОТЫ ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ

          Принцип работы паровой турбины зависит от динамического действия пара. Пар с высокой скоростью выходит из сопел и ударяется о вращающиеся лопасти, установленные на диске, установленном на валу. Этот пар с высокой скоростью создает динамическое давление на лопасти, в которых лопасти и вал начинают вращаться в одном направлении. В основном, в паровой турбине энергия давления пара извлекается, а затем преобразуется в кинетическую энергию, позволяя пару течь через сопла.Преобразование кинетической энергии совершает механическую работу с лопастями ротора, а ротор соединен с генератором паровой турбины, который действует как посредник. Турбогенератор собирает механическую энергию с ротора и преобразует ее в электрическую энергию. Поскольку конструкция паровой турбины проста , его вибрация намного меньше, чем у другого двигателя при той же скорости вращения. Хотя для повышения скорости вращения турбины используются различные типы системы управления.

          ТИПЫ ПАРОВЫХ ТУРБИН

          В соответствии с принципом работы существуют различные типы паровых турбин .

          ,

          1. По принципу работы паровые турбины в основном делятся на две категории:

             а) Импульсная турбина

             b).Реакционная паровая турбина

          ⇨Когда пар попадает на движущиеся лопасти через сопла, называемые импульсной турбиной, и когда он попадает на движущиеся лопасти под давлением через направляющий механизм, называемый реактивной турбиной.

        2. Прочтите принцип работы импульсной и реактивной паровой турбины.

        3. Паровые турбины могут быть подразделены на следующие категории:

          2.В зависимости от направления потока пара его можно разделить на две категории:

             a). Паровая турбина с осевым потоком: —

             b). Радиальная паровая турбина: —

          ⇨ Когда поток пара внутри корпуса параллелен оси вала ротора, это называется паровой турбиной с осевым потоком, а поток пара внутри корпуса направлен радиально оси вала ротора, называемой паровой турбиной с радиальным потоком.

          3. В зависимости от состояния выхлопа пара подразделяется на две категории:

             a) Паровая турбина с противодавлением или без конденсации: —

             b) Паровая турбина конденсационного типа: —

          ⇨ После расширения пара он выбрасывается в атмосферу, называемую паровой турбиной с противодавлением или паровой турбиной без конденсации, в противном случае он выбрасывается в конденсатор, называемый конденсационной турбиной.

          4. По давлению пара можно разделить на следующие категории:

             а) Паровая турбина высокого давления, проходная или экстракционная паровая турбина: —

             b) Паровая турбина среднего давления или противодавления: —

             с) Турбина низкого давления:-

          ⇨ Пар высокого, среднего и низкого давления подается в турбину, называемую паровой турбиной высокого давления или паровой турбиной среднего давления или паровой турбиной с противодавлением и паровой турбиной низкого давления. Эти турбины используются для различных производственных и отопительных процессов.

          5. По количеству ступеней можно разделить на следующие категории: —

             а) Одноступенчатая паровая турбина: —

             b) Многоступенчатая паровая турбина: —

          ⇨ Пар выходит из сопел при прохождении через один набор подвижных лопастей, называемых одноступенчатой ​​паровой турбиной, и проходит через многоступенчатые подвижные лопасти, называемые многоступенчатой ​​паровой турбиной.

          6. По расположению лопастей и колес можно разделить на следующие категории: —

             a) Паровая турбина с компаундированием под давлением

             b) Паровая турбина с добавлением скорости

             c) Комбинированная паровая турбина с импульсной реакцией

             d) Паровая турбина с комбинированием давления и скорости

          РАЗНИЦА МЕЖДУ ПАРОВОЙ ТУРБИНОЙ И ПАРОВОЙ ДВИГАТЕЛЕМ

          Паровая турбина Паровой двигатель
          1) Преобразование тепловой энергии в механическую работу, потерь на трение нет. 1) Высокие потери на трение для возвратно-поступательных частей.
          2) Баланс в порядке. 2) Баланс не очень хороший.
          3) Легкий фундамент. 3) Фундамент имеет большой вес.
          4) Может работать на высокой скорости. 4) Он не может работать с такой скоростью.
          5) Смазка проста, так как нет трения доступные детали. 5) Смазка не так проста для притирки части.
          6) Равномерная выработка электроэнергии. 6) Неравномерная выработка энергии.
          7) Расход пара меньше поршневой паровой двигатель. 7) Потребляет больше пара, чем паровая турбина.
          8) Он более компактен и требует меньше внимание. 8) Паровой двигатель требует большего внимания.
          9) Подходит для больших электростанций. 9) Не подходит для больших электростанций.
          10) Паровая турбина более эффективна чем паровой двигатель. 10) Паровая машина не так эффективна.
          ☛ Подробнее о вопросах   Нажмите здесь

          Что такое реактивная турбина – принцип работы, основные компоненты и применение

          Введение

          От ветряных мельниц до гидроэлектростанций по всему миру у нас есть реактивные турбины для эффективного производства электроэнергии.Почти 60% турбин, используемых на гидроэлектростанциях, представляют собой реактивные турбины. В отличие от импульсных турбин, они остаются погруженными в воду и используют энергию давления воды для выработки электроэнергии.

          Идея погрузить всю турбину в воду пришла из Германии в середине двенадцатого века. Основная мысль заключалась в том, что мы можем использовать вес воды для более эффективного вращения лопастей турбины по сравнению с водой, просто ударяющейся о основание водяного колеса. Но потребовалось время, чтобы построить эффективно работающую реактивную турбину, которая была построена в середине 18 века Бенуа Фурнейроном, который считается изобретателем современных гидравлических турбин, с тех пор мы прилагаем усилия для дальнейшего улучшения наших конструкций. , чтобы сделать их более и более эффективными.Итак, давайте просто разберемся, что у нас есть в наших современных реактивных турбинах.

          Принцип работы

          Работу реактивной турбины можно хорошо понять, если взять ротор с подвижными соплами, из которых выходит вода под высоким давлением. Когда вода выходит из сопла, на него действует реактивная сила. Эта сила реакции вращает ротор с очень высокой скоростью.

          Таким же образом в реактивной турбине сила реакции создается жидкостью, движущейся по рабочим лопаткам.Сила реакции, создаваемая лопастями бегунка, заставляет бегун вращаться. Жидкость после перемещения по лопастям рабочего колеса поступает в отсасывающую трубу и, наконец, в выходной канал.

          Основные компоненты

          1. Спиральный корпус

          Спиральный корпус с равномерно уменьшающейся площадью поперечного сечения по окружности. Его уменьшающаяся площадь поперечного сечения обеспечивает равномерную скорость воды, попадающей на лопасти рабочего колеса, поскольку у нас есть отверстия для потока воды на лопасти рабочего колеса с самого начала корпуса, поэтому давление будет уменьшаться по мере движения. вдоль кожуха.Таким образом, мы уменьшаем площадь его поперечного сечения по окружности, чтобы сделать давление равномерным, а значит, равномерным импульс или скорость, воздействующие на лопасти бегунка.

          2. Направляющие лопатки

          Направляющие лопатки устанавливаются в спиральном корпусе, их важнейшая функция – следить за тем, чтобы вода, ударяющаяся о рабочие лопатки, имела направление вдоль оси турбины, иначе поток будет сильно закручивается при движении по спиральному корпусу, что делает неэффективным вращение лопастей рабочего колеса.Угол этих направляющих лопаток регулируется в современных турбинах, и мы можем регулировать расход воды, изменяя угол наклона этих направляющих лопаток в зависимости от нагрузки на турбину.

          3. Рабочие лопатки

          Рабочие лопатки считаются сердцем реактивной турбины. Это форма лопастей бегуна, которая использует энергию давления воды для запуска турбины. Их конструкция играет важную роль в определении эффективности турбины. В современных турбинах эти лопасти могут наклоняться вокруг своей оси, что позволяет изменять действующую на них силу давления в зависимости от нагрузки и доступного давления.

          4. Отсасывающая труба

          Отсасывающая труба соединяет выход рабочего колеса с хвостовым каналом. Его площадь поперечного сечения увеличивается по всей длине, так как вода, выходящая из лопастей рабочего колеса, находится под значительно низким давлением, поэтому его расширяющаяся площадь поперечного сечения помогает ей восстанавливать давление по мере того, как она течет к хвостовой части.

          также читается:

          Разница между импульсом и реакционной турбиной

          Типы турбины

          Типы турбины

          Типы ветряных турбин — горизонтальная ось и вертикальная ось ветряных турбин

          Работа реакционной турбины

          Низкая голова и высокая скорость воды поступает в спиральный корпус.И когда он входит в корпус, он начинает течь через направляющие лопатки в рабочие лопатки. Направляющие лопатки направляют поток воды на лопасти рабочего колеса под нужным углом для получения максимальной выходной мощности. Вода, протекающая через спиральный корпус, способна поддерживать постоянную энергию давления по всей окружности спирального корпуса благодаря равномерно уменьшающейся площади поперечного сечения. Эти направляющие лопатки могут изменять свой угол, чтобы увеличить или уменьшить скорость потока воды в турбину. И рабочие лопасти также сделаны регулируемыми, так как при быстром течении воды и меньшем потреблении энергии они будут наклоняться под меньшим углом к ​​оси турбины.А когда нагрузка на турбину больше, а расход воды меньше, они будут подстраиваться под больший угол с осью турбины. Двумя факторами, определяющими эффективность реактивной турбины, являются угол атаки воды, когда она сталкивается с лопастями рабочего колеса, и профиль лопасти рабочего колеса, по которому скользит вода. Благодаря регулируемости как направляющих лопаток, так и рабочих лопаток, теперь мы можем использовать эту турбину в широком диапазоне водного потенциала и нагрузки.

          Вода, выходящая после удара о лопасти рабочего колеса, находится под очень низким давлением, поэтому она проходит через отсасывающую трубу с равномерно увеличивающейся площадью поперечного сечения, чтобы восстановить свое давление, когда она достигает хвостового канала.Но, к сожалению, перепад давления слишком велик, чтобы его можно было компенсировать отсасывающей трубой, что приводит к проблемам кавитации и коррозии.

          Для лучшего понимания работы реактивной турбины посмотрите видео ниже:

          Что такое кавитация?

          Разница в давлении воды, поступающей в турбину, и давления, существующего после удара по лопастям рабочего колеса, слишком велика, из-за этой разницы давлений молекулы воздуха, находящиеся под более высоким давлением, чем выходящая вода, входят в корпус турбины в виде пузырей.Эти пузырьки продолжают взрываться вблизи поверхности лопастей рабочих колес, непрерывно вызывая ударную волну, которая создает своего рода дефект на поверхности рабочих колес, называемый кавитацией, что создает серьезную проблему для эффективности турбин. Итак, что мы можем сделать, чтобы предотвратить кавитацию лопастей? Одним из решений является использование действительно твердого материала поверхности, такого как нержавеющая сталь, или мы также можем использовать закалку поверхности лопастей бегунка, чтобы предотвратить их кавитацию.

          Области применения
          • Реакционная турбина используется на ветряных электростанциях для выработки электроэнергии
          • Наиболее широко используемая турбина на гидроэлектростанциях для выработки электроэнергии.
          • Это единственная турбина, которая получает максимальную выходную мощность при низком напоре воды и высокой скорости, кроме турбины с поперечным потоком, которая не так эффективна.

          Принцип работы ветряной турбины — SF Resources Group

          Данные о скорости ветра можно получить из карт ветров или в метеорологическом бюро. К сожалению, общая доступность и надежность данных о скорости ветра во многих регионах мира крайне низкая. Однако в значительных районах мира среднегодовая скорость ветра превышает 4-5 м/с (метров в секунду), что делает маломасштабное производство электроэнергии с использованием энергии ветра привлекательным вариантом.Важно получить точные данные о скорости ветра для участка, прежде чем можно будет принять какое-либо решение относительно его пригодности. Методы оценки средней скорости ветра можно найти в соответствующих текстах (см. раздел «Ссылки и ресурсы» в конце этого информационного бюллетеня).

          Сила ветра пропорциональна:

          • площадь ветряной мельницы, обдуваемая ветром
          • куб скорости ветра
          • плотность воздуха – которая меняется с высотой

          Формула, используемая для расчета мощности ветра, показана ниже:

          П = ½.р.А.В 3

          где P — мощность в ваттах (Вт)

          ρ — плотность воздуха в килограммах на кубический метр (кг/м 3 )
          A — ометаемая площадь несущего винта в квадратных метрах (м 2 )
          V — скорость ветра в метрах в секунду (м/с)

          Тот факт, что мощность пропорциональна кубу скорости ветра, очень важен. Это можно продемонстрировать, указав, что если скорость ветра удваивается, то сила ветра увеличивается в восемь раз.Поэтому стоит найти место с относительно высокой средней скоростью ветра.

          Ветер в ваттах

          Хотя приведенное выше уравнение мощности дает нам мощность ветра, фактическая мощность, которую мы можем извлечь из ветра, значительно меньше, чем предполагает это число. Фактическая мощность будет зависеть от нескольких факторов, таких как тип используемой машины и ротора, сложность конструкции лопастей, потери на трение и потери в насосе или другом оборудовании, подключенном к ветряной машине.Существуют также физические пределы количества энергии, которую реально можно извлечь из ветра. Теоретически можно показать, что любая ветряная мельница может извлекать максимум 59,3% энергии из ветра (это известно как предел Бетца). На самом деле эта цифра обычно составляет около 45% (максимум) для большой турбины, производящей электроэнергию, и от 30% до 40% для ветряного насоса (см. Раздел о коэффициенте полезного действия ниже). Таким образом, изменяя формулу «Мощность ветра», мы можем сказать, что мощность, производимая ветряной машиной, может быть выражена как:

          .

          Р М = ½.Cp.ρ.A.V 3

          где,

          P M – мощность (в ваттах), получаемая от машины
          C p – коэффициент полезного действия ветряной машины

          Также следует иметь в виду, что ветрогенератор будет работать с максимальной эффективностью лишь часть времени его работы из-за колебаний скорости ветра.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.