Tvaika turbīnas darbības joma bija evolūcija pašā pirmajā gadsimtā, kur šī ierīce atgādina rotaļlietu. Tad tika izgudrots tvaika turbīnu praktiskais pielietojums, un tas ir pamats cita veida tvaika turbīnu progresēšanai. Mūsdienu tvaika turbīnu 1884. gadā ieviesa persona Čārlzs Pārsons, kur konstrukcijā bija dinamo. Vēlāk šī ierīce ieguva ievērojamu nozīmi tās darbības spējā un cilvēkiem, kuri to izmantoja savā darbībā. Šajā rakstā ir aprakstīti ar tvaiks turbīna un tās funkcionalitāte.
Kas ir tvaika turbīna?
Definīcija: Tvaika turbīna ietilpst mehānisko mašīnu klasifikācijā, kas izolē siltuma enerģiju no piespiedu tvaika un pārveido to par mehānisko enerģiju. Tā kā turbīna rada rotējošu kustību, tā ir vispiemērotākā elektrisko ģeneratoru darbībai. Pats nosaukums norāda, ka ierīci darbina tvaiks, un, kad tvaika plūsma plūst pāri turbīnas lāpstiņām, tvaiks atdziest un pēc tam izplešas, tādējādi piegādājot gandrīz enerģija ka tā ir, un tas ir nepārtraukts process.
Tvaika turbīna
Tādējādi asmeņi pārveido ierīces potenciālu enerģiju par kinētisko kustību. Tādā veidā tiek darbināta tvaika turbīna elektrība . Šīs ierīces izmanto paaugstinātu tvaika spiedienu, lai pagrieztu elektriskos ģeneratorus ar ārkārtīgi lielu ātrumu, kur to apgriezienu ātrums ir maksimāls nekā ūdens turbīnām un vēja turbīnām.
Piemēram: Parastās tvaika turbīnas rotācijas ātrums ir 1800-3600 apgriezieni minūtē, gandrīz 200 reizes lielāks griešanās ātrums nekā vēja turbīnai.
Tvaika turbīnu darbības princips
Šīs ierīces darbības princips ir balstīts uz tvaika dinamisko kustību. Palielinājās spiediens tvaiks, kas izplūst no sprauslām, ietriecas rotējošajos asmeņos, kas ir cieši piestiprināti diskam, kas novietots uz vārpstas. Tā kā šis palielinātais tvaika ātrums rada enerģijas spiedienu uz ierīces asmeņiem, kur tad vārpsta un asmeņi sāk griezties līdzīgā virzienā. Parasti tvaika turbīna izolē stumbra enerģiju un pēc tam pārveido to kinētiskajā enerģijā, kas pēc tam plūst caur sprauslām.
Iekārtas tvaika turbīnā
Tātad, tiek veikta kinētiskās enerģijas pārveidošana mehānisks darbība ar rotora lāpstiņām, un šim rotoram ir savienojums ar tvaika turbīnas ģeneratoru, un tas darbojas kā starpnieks. Tā kā ierīces konstrukcija ir tik racionalizēta, tā rada minimālu troksni, salīdzinot ar cita veida rotējošām ierīcēm.
Lielākajā daļā turbīnu rotējošā asmens ātrums ir lineārs ar tvaika ātrumu, kas plūst pāri asmenim. Kad tvaiki tiek paplašināti vienā fāzē no šī katla spēka līdz izsmeltajam spēkam, tvaika ātrums ir ārkārtīgi palielināts. Tā kā galvenā turbīna, ko izmanto atomelektrostacijās, kur tvaika izplešanās ātrums ir gandrīz no 6 MPa līdz 0,0008 MPa, ar ātrumu ar 3000 apgriezieniem uz 50 Hz biežums un 1800 apgriezieni 60 Hz frekvencē.
Tātad daudzas kodolspēkstacijas darbojas kā vienas vārpstas turbīnas ZS ģenerators, kam ir viena daudzpakāpju turbīna un trīs paralēlas LP turbīnas, ierosinātājs kopā ar galveno ģenerators .
Tvaika turbīnu veidi
Tvaika turbīnas tiek klasificētas, pamatojoties uz daudziem parametriem, un tajā ir daudz veidu. Apspriežamie veidi ir šādi:
Pamatojoties uz kustību Steam
Pamatojoties uz tvaika kustību, tos iedala dažādos veidos, kas ietver sekojošo.
Impulsu turbīna
Šeit ārkārtīgi ātrs tvaiks, kas izplūst no sprauslas, skar rotējošos asmeņus, kas novietoti uz rotors perifērijas sadaļa. Tāpat kā trieciena dēļ, asmeņi maina rotācijas virzienu, nemainot spiediena vērtības. Spiediens, ko rada impulss, attīsta vārpstas rotāciju. Šāda veida piemēri ir Rateau un Curtis turbīnas.
Reakcijas turbīna
Tvaika izplešanās būs gan kustīgajos, gan nemainīgajos asmeņos, kad straume plūst pāri šiem. Šiem asmeņiem būs nepārtraukta spiediena pazemināšanās.
Reakcijas un impulsa turbīnas kombinācija
Pamatojoties uz reakcijas un impulsu turbīnu kombināciju, tos klasificē dažādos veidos, kas ietver sekojošo.
- Pamatojoties uz spiediena posmiem
- Pamatojoties uz kustību Steam
Pamatojoties uz spiediena posmiem
Pamatojoties uz spiediena posmiem, tos klasificē dažādos veidos.
Vienpakāpes
Tie tiek ieviesti, lai aktivizētu centrbēdzes kompresori, pūtēju aprīkojums un citi tāda paša veida instrumenti.
Daudzfāžu reakcijas un impulsa turbīna
Tie tiek izmantoti ekstremālā jaudas diapazonā vai nu minimālā, vai maksimālā diapazonā.
Pamatojoties uz kustību Steam
Pamatojoties uz tvaika kustību, tos klasificē dažādos veidos.
Aksiālās turbīnas
Šajās ierīcēs tvaika plūsma būs virzienā, kas ir paralēls rotora asij.
Radiālās turbīnas
Šajās ierīcēs tvaika plūsma būs virzienā, kas ir perpendikulārs rotora asij, vai nu viena vai divas mazāk spiediena fāzes tiek veiktas aksiālā virzienā.
Pamatojoties uz pārvaldības metodiku
Pamatojoties uz vadošo metodiku, tos klasificē dažādos veidos.
Droseļvārsta vadība
Šeit svaigi tvaiki nonāk caur vienu vai vairākiem vienlaikus darbināmiem droseļvārstiem, un tas ir balstīts uz jaudas attīstību.
Sprauslu vadība
Šeit svaigi tvaiki nonāk caur vienu vai vairākiem secīgi atveramiem regulatoriem.
Apvedceļa vadība
Šeit tvaiks virza gan turbīnas pirmo, gan citu starpfāzi.
Pamatojoties uz karstuma krituma procedūru
Pamatojoties uz siltuma krituma procedūru, tos klasificē dažādos veidos.
Turbīnu kondensācija caur ģeneratoriem
Šajā laikā kondensatoram tiek ievadīts tvaika spēks, kas ir mazāks par vides spiedienu.
Turbīnu kondensācijas starpposma ekstrakcijas
Šajā nolūkā tvaiks tiek izolēts no starpfāzēm komerciāliem nolūkiem apkure mērķiem.
Pretspiediena turbīnas
Šeit izplūdušais tvaiks tiek izmantots gan apkurei, gan rūpnieciskām vajadzībām.
Virsmas turbīnas
Šeit izsmeltais tvaiks tiek izmantots mazāka un vidēja spēka turbīnas kondensācijai.
Pamatojoties uz tvaika apstākļiem no ieplūdes līdz turbīnai
- Mazāks spiediens (no 1,2 ata līdz 2 ata)
- Vidējs spiediens (40 ata)
- Augsts spiediens (> 40 ata)
- Ļoti augsts spiediens (170 ata)
- Pārkritisks (> 225 uz augšu)
Pamatojoties uz rūpnieciskām lietojumprogrammām
- Fiksēts rotācijas ātrums ar stacionārām turbīnām
- Maināms rotācijas ātrums ar stacionārām turbīnām
- Maināms rotācijas ātrums ar nestacionārām turbīnām
Atšķirība starp tvaika turbīnu un tvaika dzinēju
Atšķirība starp šiem diviem ir uzskaitīta zemāk.
| Tvaika turbīna | Tvaika dzinējs |
| Minimāls berzes zudums | Maksimālais berzes zudums |
| Labas līdzsvarošanas īpašības | Sliktas balansēšanas īpašības |
| Konstrukcija un apkope ir vienkārša | Būvniecība un uzturēšana ir sarežģīta |
| Var būt labs ātrgaitas ierīcēm | Darbojas tikai ar minimāla ātruma ierīcēm |
| Vienota enerģijas ražošana | Nevienveidīga enerģijas ražošana |
| Paaugstināta efektivitāte | Mazāka efektivitāte |
| Piemērots milzīgām rūpnieciskām vajadzībām | Piemērots minimālām rūpnieciskām vajadzībām |
Priekšrocības / trūkumi
The tvaika turbīnas priekšrocības ir
- Tvaika turbīnas izvietojumam ir nepieciešama minimāla vieta
- Racionalizēta darbība un uzticama sistēma
- Nepieciešamas mazāk ekspluatācijas izmaksas, un tajā ir tikai minimālas vietas
- Paaugstināta efektivitāte tvaika ceļos
Tvaika turbīnas trūkumi ir
- Tā kā palielināta ātruma dēļ palielināsies berzes zudumi
- Tam ir minimāla efektivitāte, kas nozīmē, ka lāpstiņas un tvaika ātruma proporcija nav optimāla
Tvaika turbīnas lietojumi
- Jauktas spiediena turbīnas
- Īstenots inženierzinātņu jomās
- Elektroenerģijas ražošanas rīki
Bieži uzdotie jautājumi
1). Kāda ir tvaika turbīnu efektivitāte?
To definē kā rotējošo lāpstiņu paveiktā darba proporciju pret visu piegādāto enerģiju, kas aprēķināta par kilogramu tvaika.
2). Kura turbīna ir efektīvāka?
Visefektīvākās turbīnas ir impulsu turbīnas.
3). Kā palielināt tvaika turbīnu efektivitāti?
Efektivitāti var palielināt, izmantojot tvaika turbīnu atkārtotu uzsildīšanu, atgūstot turbīnas padeves sildīšanu un bināro tvaika ciklu.
4). Kas ir tvaika turbīnu ģenerators ?
Tā ir sākotnējā enerģijas pārveidošanas ierīce spēkstacijā.
5). Kā tvaiks var pagriezt turbīnu?
Sildot ūdeni līdz temperatūrai, kas tiek pārveidota par tvaiku.
Tas viss attiecas uz tvaika turbīnām. Labais rotācijas līdzsvars un minimālais āmura sitiens ļauj šīs ierīces izmantot dažādās nozarēs. Jautājums, kas šeit rodas, ir zināt par tvaika turbīnu pielietojums .
