Prinsipper for en dampturbine

 

Introduksjon

Dampturbinen er svært termodynamisk effektiv, noe som betyr at den fungerer på et høyt nivå av ytelse uten å miste mye energi i prosessen, og har et lavt forhold mellom vekt og vekt. Dette er forholdet mellom den faktiske ytelsen som brukes til å sammenligne enheter over sine respektive vekter. Disse egenskapene gjør dampturbinen ideell for kraftverk, ifølge roymech.co.uk. Dens termodynamiske effektivitet kommer fra det faktum at det har flere stadier for damputvidelse. Steam turbiner kommer i en rekke størrelser, fra små 0,75 kW enheter som brukes i pumper og kompressorer, til 1,5 millioner kW enheter som brukes til generert elektrisitet.

Prosessen

Energi fra damp omdannes til mekanisk arbeid via utvidelse. Utvidelse skjer gjennom en rekke dyser (eller faste kniver) og bevegelige kniver i turbinen. Dysene er ordnet med det sirkulære turbinhuset som er spesielt designet for å motstå damptrykk. De bevegelige bladene roterer rundt sentral turbinemotoren, ifølge roymech.co.uk. Hvis energiproduksjonen er for stor, er ekstra turbinrotoraggregater festet til primærturbinen, rundt et felles senter. Utformingen av turbinblader er basert på to grunnleggende prinsipper: impulsblading og reaksjonsblading.

Impulsblading

En impuls i fysikk refererer til forandringen i momentum som kommer fra en kraft som virker over en tidsperiode. Impulsbladingprinsippet sier at når damp styres, kjører stangen bladene rundt. Med andre ord opererer damp med høy hastighet på bladets konkave flater, noe som resulterer i energi.

Impulsblading Egenskaper

Dampen er rettet mot bladene i en vinkel på mellom 45 og 85 grader, og kraften overføres gjennom impuls, ifølge phoenixnavigation.com. Som et resultat avtar dampens hastighet når den forlater bladene, men trykket forblir konstant. Derfor blir energi overført av forandringen i dampens hastighet og ikke ved trykk.

Reaksjonsblading

Reaksjonsbladingprinsippet avhenger av bladet som avleder strømmen av damp og oppnår kinetisk energi i prosessen. Reaksjonsturbiner har et annet bladtverrsnitt enn impulsturbiner. Reaksjonsbladene virker som et vings fly, mens impulsbladene virker som et motorstempel, ifølge phoenixavigation.com. På samme måte som flyets fly, konverteres den kinetiske energien til kraft ved å redusere dampens hastighet og senkingstrykk. Når dampen kommer inn i bladet og beveger seg over det, er det en nedgang i trykket på den øvre overflaten og en økning i press på den nedre overflaten. Som et resultat er kraften som driver turbinen en reaksjonskraft. En dampturbin er en mekanisk enhet hvis formål er å konvertere termisk (eller varme) energi til arbeid. Termisk energi er den typen energi som manifesterer seg som en økning i temperaturen. Dampturbinen bruker termisk energi fra damp under trykk og konverterer den til rotasjonsbevegelse, eller mekanisk arbeid. Den opprinnelige versjonen av dampturbinen var dampmotor, som ble drevet av frem og tilbake stempler (pumper som reiser opp og ned for å konvertere trykk til bevegelse).