Perbedaan antara turbin impuls dan turbin reaksi

Turbin impuls vs turbin reaksi
 

Turbin adalah kelas mesin turbo yang digunakan untuk mengubah energi dalam cairan yang mengalir menjadi energi mekanik dengan menggunakan mekanisme rotor. Turbin, secara umum, mengubah energi termal atau kinetik dari cairan menjadi pekerjaan. Turbin gas dan turbin uap adalah mesin turbo termal, di mana pekerjaan dihasilkan dari perubahan entalpi dari cairan kerja; Saya.e. energi potensial dari cairan dalam bentuk tekanan dikonversi menjadi energi mekanik.

Struktur dasar turbin aliran aksial dirancang untuk memungkinkan aliran fluida kontinu saat mengekstraksi energi. Dalam turbin termal, cairan kerja pada suhu tinggi dan tekanan diarahkan melalui serangkaian rotor yang terdiri dari bilah miring yang dipasang pada disk berputar yang terpasang pada poros. Di antara setiap disk rotor, bilah stasioner dipasang, yang bertindak sebagai nozel dan memandu aliran fluida.

Turbin diklasifikasikan menggunakan banyak parameter, dan pembagian impuls dan reaksi didasarkan pada metode mengubah energi fluida menjadi energi mekanik. Turbin impuls menghasilkan energi mekanik sepenuhnya dari impuls cairan saat berdampak pada bilah rotor. Turbin reaksi menggunakan cairan dari nozzle untuk membuat momentum pada roda stator.

Lebih lanjut tentang turbin impuls

Turbin impuls mengonversi energi fluida dalam bentuk tekanan dengan mengubah arah aliran fluida saat terkena dampak pada bilah rotor. Perubahan momentum menghasilkan impuls pada bilah turbin dan rotor bergerak. Proses ini dijelaskan dengan menggunakan Hukum Kedua Newton.

Dalam turbin impuls, kecepatan cairan meningkat dengan melewati serangkaian nozel sebelum diarahkan ke bilah rotor. Bilah stator bertindak sebagai nozel dan meningkatkan kecepatan dengan mengurangi tekanan. Aliran fluida dengan kecepatan yang lebih tinggi (momentum) kemudian berdampak pada bilah rotor, untuk mentransfer momentum ke bilah rotor. Selama tahap -tahap ini, sifat fluida mengalami perubahan yang merupakan karakteristik dari turbin impuls. Penurunan tekanan terjadi sepenuhnya di nozel (i.e stator), dan kecepatan meningkat secara signifikan pada stator dan turun di rotor. Intinya, turbin impuls hanya mengubah energi kinetik cairan, bukan tekanan.

Roda Pelton dan Turbin De Laval adalah contoh dari turbin impuls.

Lebih Lanjut Tentang Turbin Reaksi

Turbin reaksi mengubah energi cairan dengan reaksi pada bilah rotor, saat cairan mengalami perubahan momentum. Proses ini dapat dibandingkan dengan reaksi pada roket oleh gas buang roket. Proses turbin reaksi paling baik dijelaskan menggunakan hukum kedua Newton.

Serangkaian nozel meningkatkan kecepatan aliran fluida di tahap stator. Ini menciptakan penurunan tekanan dan peningkatan kecepatan. Kemudian aliran fluida diarahkan ke bilah rotor, yang juga bertindak sebagai nozel. Ini semakin mengurangi tekanan, tetapi kecepatannya juga turun sebagai akibat dari transfer energi kinetik ke blade rotor. Dalam reaksi turbin, tidak hanya energi kinetik cairan, tetapi juga energi dalam cairan dalam bentuk tekanan dikonversi menjadi energi mekanik poros rotor.

Francis Turbine, Kaplan Turbine, dan banyak turbin uap modern termasuk dalam kategori ini.

Dalam desain turbin modern, prinsip -prinsip operasi digunakan untuk menghasilkan output energi yang optimal dan sifat turbin diekspresikan oleh tingkat reaksi (λ) dari turbin. Parameter pada dasarnya adalah rasio antara penurunan tekanan pada tahap rotor dan tahap stator.

Λ = (perubahan entalpi pada tahap rotor) / (perubahan entalpi pada tahap stator)

Apa perbedaan antara turbin impuls dan turbin reaksi?

Dalam turbin impuls, penurunan tekanan (entalpi) terjadi sepenuhnya pada tahap stator, dan dalam reaksi tekanan turbin (entalpi) turun di kedua tahap rotor dan stator. Jika cairan kompresibel, (biasanya) gas mengembang di kedua tahap rotor dan stator dalam turbin reaksi.

Turbin reaksi memiliki dua set nozel (di stator dan rotor) sementara turbin impuls hanya memiliki nozel di stator.

Dalam turbin reaksi, baik tekanan dan energi kinetik dikonversi menjadi energi poros sementara, dalam turbin impuls, hanya energi kinetik yang digunakan untuk menghasilkan energi batang.

Operasi Turbin Impulse dijelaskan dengan menggunakan hukum ketiga Newton, dan turbin reaksi dijelaskan dengan menggunakan hukum kedua Newton.