Impulse Turbine vs Reaction Turbine
Ang mga turbin ay isang klase ng turbo machinery na ginagamit upang i-convert ang enerhiya sa isang dumadaloy na likido sa mekanikal na enerhiya sa pamamagitan ng paggamit ng mga rotor mechanism. Ang mga turbine, sa pangkalahatan, ay nagko-convert ng alinman sa thermal o kinetic energy ng fluid sa trabaho. Ang mga gas turbine at steam turbine ay mga thermal turbo na makinarya, kung saan ang gawain ay nabuo mula sa enthalpy change ng working fluid; ibig sabihin, ang potensyal na enerhiya ng likido sa anyo ng presyon ay na-convert sa mekanikal na enerhiya.
Ang pangunahing istraktura ng isang axial flow turbine ay idinisenyo upang payagan ang tuluy-tuloy na daloy ng likido habang kinukuha ang enerhiya. Sa mga thermal turbine, ang gumaganang likido sa isang mataas na temperatura at isang presyon ay nakadirekta sa pamamagitan ng isang serye ng mga rotor na binubuo ng mga angled blades na naka-mount sa isang umiikot na disk na nakakabit sa baras. Sa pagitan ng bawat rotor disk, naka-mount ang mga nakatigil na blades, na nagsisilbing mga nozzle at gumagabay sa daloy ng fluid.
Ang mga turbin ay inuri gamit ang maraming mga parameter, at ang impulse at reaction division ay batay sa paraan ng pag-convert ng enerhiya ng isang fluid sa mekanikal na enerhiya. Ang isang impulse turbine ay ganap na bumubuo ng mekanikal na enerhiya mula sa impulse ng likido kapag ang epekto sa rotor blades. Ginagamit ng isang reaction turbine ang fluid mula sa nozzle upang lumikha ng momentum sa stator wheel.
Higit pa tungkol sa Impulse Turbine
Impulse turbine ang nagko-convert ng enerhiya ng fluid sa anyo ng pressure sa pamamagitan ng pagbabago ng direksyon ng daloy ng fluid kapag naapektuhan sa rotor blades. Ang pagbabago sa momentum ay nagreresulta sa isang salpok sa mga blades ng turbine at ang rotor ay gumagalaw. Ipinapaliwanag ang proseso gamit ang newtons second law.
Sa isang impulse turbine, ang bilis ng fluid ay tumataas sa pamamagitan ng pagdaan sa isang serye ng mga nozzle bago idirekta sa rotor blades. Ang mga stator blades ay kumikilos bilang mga nozzle at pinapataas ang bilis sa pamamagitan ng pagbabawas ng presyon. Ang fluid stream na may mas mataas na tulin (momentum) pagkatapos ay tumama sa rotor blades, upang ilipat ang momentum sa rotor blades. Sa mga yugtong ito, ang mga katangian ng likido ay sumasailalim sa mga pagbabago na katangian ng mga impulse turbine. Ang pagbaba ng presyon ay ganap na nangyayari sa mga nozzle (i.e. ang mga stator), at ang bilis ay tumataas nang malaki sa mga stator at bumababa sa mga rotor. Sa esensya, ang mga impulse turbine ay nagko-convert lamang ng kinetic energy ng fluid, hindi ang pressure.
Pelton wheels at de Laval turbines ay mga halimbawa ng impulse turbine.
Higit pa tungkol sa Reaction Turbine
Kino-convert ng mga reaction turbine ang enerhiya ng fluid sa pamamagitan ng reaksyon sa rotor blades, kapag ang fluid ay sumasailalim sa pagbabago sa momentum. Ang prosesong ito ay maihahambing sa reaksyon sa isang rocket ng maubos na gas ng rocket. Ang proseso ng mga reaction turbine ay pinakamahusay na ipinaliwanag gamit ang pangalawang batas ni Newton.
Ang isang serye ng mga nozzle ay nagpapataas ng bilis ng daloy ng likido sa yugto ng stator. Lumilikha ito ng pagbaba ng presyon at pagtaas ng bilis. Pagkatapos ang daloy ng likido ay nakadirekta sa mga rotor blades, na kumikilos din bilang mga nozzle. Lalo nitong binabawasan ang presyon, ngunit bumababa rin ang bilis bilang resulta ng paglipat ng kinetic energy sa rotor blades. Sa mga reaction turbine, hindi lamang ang kinetic energy ng fluid, kundi pati na rin ang energy sa fluid sa anyo ng pressure ay na-convert sa mechanical energy ng rotor shaft.
Francis turbine, Kaplan turbine, at marami sa mga modernong steam turbine ay nabibilang sa kategoryang ito.
Sa modernong disenyo ng turbine, ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ay ginagamit upang makabuo ng pinakamainam na output ng enerhiya at ang likas na katangian ng turbine ay ipinahayag ng antas ng reaksyon (Λ) ng turbine. Ang parameter ay karaniwang ang ratio sa pagitan ng pagbaba ng presyon sa yugto ng rotor at yugto ng stator.
Λ=(pagbabago ng enthalpy sa yugto ng rotor) / (pagbabago ng enthalpy sa yugto ng stator)
Ano ang pagkakaiba ng Impulse Turbine at Reaction Turbine?
Sa isang impulse turbine, ang pressure (enthalpy) drop ay ganap na nangyayari sa stator stage, at sa reaction turbine pressure (enthalpy) ay bumaba sa parehong rotor at stator stages. {Kung ang fluid ay compressible, (karaniwan) ang gas ay lumalawak sa parehong rotor at stator stages sa mga reaction turbine.}
Ang mga reaction turbine ay may dalawang set ng mga nozzle (sa stator at rotor) habang ang mga impulse turbine ay may mga nozzle lamang sa stator.
Sa mga reaction turbine, ang parehong pressure at kinetic energy ay kino-convert sa shaft energy habang, sa impulse turbine, ang kinetic energy lang ang ginagamit upang makabuo ng shaft energy.
Ang operasyon ng impulse turbine ay ipinaliwanag gamit ang ikatlong batas ni Newton, at ang mga reaction turbine ay ipinaliwanag gamit ang pangalawang batas ni Newton.
