Что нужно знать об импульсной турбине

Импульсная турбина - одна из самых простых турбин, классифицируемых как гидротурбины наряду с реактивными турбинами. Эти турбины группируются в зависимости от того, как происходит обмен энергией между жидкостью и турбиной. Их устанавливают для преобразования потенциальной энергии и кинетической энергии потока воды в механическую работу. На гидроэлектростанциях широко используются импульсные турбины, которые можно использовать для перекачки воды.

Сегодня вы познакомитесь с определением, применением, функцией, компонентами, схемой, типами и принципом работы импульсной турбины. Вы также познакомитесь с преимуществами и недостатками этой импульсной турбины в различных областях ее применения.

Что такое импульсная турбина?

Импульсная турбина представляет собой устройство, использующее кинетическую энергию жидкости для удара лопастей через сопло. в этих турбинах набор вращающихся механизмов работает при атмосферном давлении. Они подходят для высокого напора и низкого расхода. Импульсные турбины работают на основе изменения векторов скорости, то есть потенциальная энергия воды (или других источников жидкости, например, пара) в зависимости от высоты водопада преобразуется в кинетическую энергию одним или несколькими соплами. /Р>

Когда вода попадает на лопасти турбины на высокой скорости, заставляя турбину вращаться, а вал, соединенный с генератором, позволяет вырабатывать электричество. Это делает его пригодным для извлечения энергии из условий высокого напора и низкого расхода.

Импульсные турбины бывают трех типов:Пельтона, Турго и поперечного потока. Конструкция турбин Пелтона и Турго очень похожа. Однако турбина с поперечным потоком представляет собой модифицированную версию импульсной турбины, классифицируемой как импульсная турбина. Это связано с тем, что рабочее колесо вращается при атмосферном давлении, а не как погружная турбина.

Применение импульсной турбины

Применение импульсной турбины широко используется для производства электроэнергии. На самом деле большая часть электроэнергии в мире вырабатывается турбогенераторами.

В главных двигателях космического корабля "Шаттл" использовались турбонасосы (машина, состоящая из насоса, приводимого в движение газотурбинным двигателем) для подачи топлива (жидкого кислорода и жидкого водорода) в камеру сгорания двигателя.

Водяные турбины используются на гидроэлектростанциях. В качестве рабочей жидкости они используют воду. Наконец,

Паровые турбины используются на атомных и тепловых электростанциях. Вода нагревается для образования пара, а затем проходит через турбины для производства электроэнергии.

Примечание :основная функция импульсной турбины — выработка электроэнергии и перекачка воды.

Компоненты импульсной турбины

Ниже приведены основные компоненты импульсной турбины, а также их функции:

Бегун:

Эта часть импульсной турбины похожа на круглый диск, к которому прикреплены изогнутые лопасти. В центре находится цилиндрический вал, выполненный из нержавеющей стали, а также бегунок. Ну и бегунок можно сделать из чугуна, когда напор меньше.

Ведра:

Ковши похожи на набор чашек в форме ложки, которые установлены вокруг рабочего колеса для обмена энергией между жидкостью и турбиной. Жидкость на высокой скорости попадает в эти ковши после выхода из сопла, заставляя лопасти турбины вращаться и выходить за внешний край ковша. Конструкция турбины будет определять изменение направления жидкости при выходе по сравнению с углом удара. Наибольший импульс получается при угле 180 градусов.

Сопло:

Функция сопла в импульсной турбине состоит в том, чтобы регулировать, изменять и направлять поток жидкости на лопатки. Это одна из важных частей этой турбины, которая вызывает изменения давления и позволяет преобразовывать напор потока в кинетическую энергию. Часть, называемая копьем в этом устройстве, используется для регулировки объема струи воды, достигающей ведра. Эти сопла изготовлены из карбида вольфрама, который очень твердый и может противостоять эрозионным частицам.

Корпус:

Корпус импульсной турбины служит защитой турбины от разбрызгивания воды. Он также направляет его к водосбросу, который существует для дополнительной воды, чтобы защитить структурную целостность плотины. Как правило, эта деталь изготавливается из чугуна.

Затвор:

Деталь широко используется на гидроэлектростанциях в качестве труб и каналов, которые транспортируют воду от плотин и водохранилищ к турбинам. Вода в нем течет под очень высоким давлением. затворы обычно изготавливаются из стали

Схема импульсной турбины:

Типы импульсных турбин

Ниже приведены различные типы импульсных турбин, используемых на гидроэлектростанциях, а также их работа:

Пелтон:

Основными компонентами турбины Пелтона являются рабочее колесо, сопло и дефлектор. Используется при большой высоте падения воды. Одна или несколько форсунок (до 6) помогают преобразовать напор воды в высокоскоростной поток. Следовательно, как и поток воды, мощность турбины регулируется путем регулирования количества потока воды.

Система представляет собой ряд лопаток, расположенных симметрично вокруг цилиндрического рабочего колеса турбины. Благодаря конструкции и форме этих ведер струя воды попадает в центр ведра и выходит с обеих сторон. Этот выход происходит таким образом, что вода, выходящая из ведра, не попадает в следующее ведро, в результате чего возникает тормоз. Ось турбинного колеса может быть установлена ​​вертикально или горизонтально. Для больших мощностей, КПД и большего количества сопел вал колеса всегда вертикальный, а генератор устанавливается над турбиной.

Между бегунком и соплом расположен дефлектор. Это помогает предотвратить разбрызгивание воды из сопла на ковши при резком снятии нагрузки с турбины. Это увеличивает скорость его вращения. Наконец, копье используется, чтобы остановить поток воды.

Схема импульсной турбины Пелтона:

Турго:

Импульсная турбина типа turgo работает аналогично турбине Пелтона. Главное их отличие в том, что струя воды падает на ведра косо (около 20 градусов). Это связано с тем, что форма ковша сложна и труднее в изготовлении. Турбины Turgo имеют более высокую удельную скорость, чем турбины Pelton. Одним из преимуществ этих типов импульсных турбин является большая струя и меньший размер машины по сравнению с турбиной Пелтона при равной мощности. Малые гидроэлектростанции используют эту турбину.

Схема импульсной турбины Turgo:

Перекрестный поток:

Эти типы турбин являются модификацией импульсных турбин, часто используемых на малых гидроэлектростанциях. Как и в импульсных турбинах, ротор вращается в воздухе и не полностью погружен в воду, как реактивная турбина. К преимуществам этой турбины можно отнести работу в широком диапазоне расхода, напора и, следовательно, мощности. Кроме того, он может хорошо адаптироваться к изменениям потока при сохранении эффективности. Имеется специальная система управления, которая может регулировать активную часть турбины в зависимости от расхода воды.

Схема турбины с поперечным потоком:

Принцип работы импульсной турбины

Работа импульсной турбины отличается, поскольку существуют разные типы. ну, объясняя различные типы, я упомянул, как они работают. Как правило, в процессе выработки электроэнергии импульсными турбинами необходимо выполнить следующие шаги.

• Хранящаяся вода течет из источника вверх по течению через водовод и доставляется к насадке.
• Потенциальная энергия воды внутри сопла преобразуется в кинетическую энергию и впрыскивается в лопасти или ковши; таким образом бегунок вращается.
• Существует механизм управления потоком воды, впрыскиваемой в бегунок. Копье обычно играет важную роль в этом процессе.
• Генератор, прикрепленный к валу, преобразует механическую энергию в электрическую.

Посмотрите видео ниже, чтобы узнать больше о работе импульсной турбины:

Преимущества и недостатки импульсной турбины

Преимущества:

Ниже приведены преимущества импульсных турбин в различных областях их применения.

• Простота обслуживания.
• Простая конструкция.
• Высокая эффективность работы.
• Может работать при атмосферном давлении.
• У него высокая скорость вращения.

Недостатки:

Несмотря на хорошие преимущества импульсной турбины, все же имеют место некоторые ограничения. Ниже приведены недостатки импульсной турбины в различных ее применениях.

• Он занимает много места из-за своего размера.
• Стоимость установки высока.
• Эффективность работы со временем снижается.
• Не подходит для высоких скоростей потока.
• Идеально подходит только для слабого разряда.
• Для этого требуется высокая голова, которой трудно управлять.

Заключение

Импульсные турбины представляют собой специальные типы турбин для выработки электроэнергии и перекачивания воды. Они бывают трех типов, включая Пелтона, Турго и поперечного потока. вот и весь этот пост, в котором объяснялись определение, применение, функции, компоненты, схема и работа импульсной турбины. Также были указаны его преимущества и недостатки.

Я надеюсь, вам понравилось чтение, если да, пожалуйста, поделитесь с другими студентами. Спасибо за прочтение, увидимся в следующий раз!