İmpuls Turbin vs Reaksiya Turbin
Turbinlər rotor mexanizmlərindən istifadə etməklə axan mayenin enerjisini mexaniki enerjiyə çevirmək üçün istifadə edilən turbo maşınlar sinfidir. Turbinlər, ümumiyyətlə, mayenin istilik və ya kinetik enerjisini işə çevirir. Qaz turbinləri və buxar turbinləri istilik turbo mexanizmləridir, burada iş işçi mayenin entalpiyasının dəyişməsindən yaranır; yəni təzyiq şəklində olan mayenin potensial enerjisi mexaniki enerjiyə çevrilir.
Oxsal axın turbininin əsas strukturu enerji çıxararkən mayenin davamlı axmasına imkan vermək üçün nəzərdə tutulub. İstilik turbinlərində yüksək temperaturda və təzyiqdə işləyən maye şafta bərkidilmiş fırlanan diskə quraşdırılmış bucaqlı bıçaqlardan ibarət bir sıra rotorlar vasitəsilə yönəldilir. Hər bir rotor diski arasında ucluq rolunu oynayan və maye axınına rəhbərlik edən stasionar bıçaqlar quraşdırılmışdır.
Turbinlər bir çox parametrlərdən istifadə etməklə təsnif edilir və impuls və reaksiya bölgüsü mayenin enerjisini mexaniki enerjiyə çevirmək üsuluna əsaslanır. Bir impuls turbin rotor qanadlarına təsir edərkən tamamilə mayenin impulsundan mexaniki enerji yaradır. Reaksiya turbini stator təkərində impuls yaratmaq üçün başlıqdakı mayedən istifadə edir.
İmpuls Turbin haqqında ətraflı
İmpuls turbinləri rotor qanadlarına vurulduqda maye axınının istiqamətini dəyişdirərək mayenin enerjisini təzyiq şəklində çevirir. İmpulsun dəyişməsi turbin qanadlarında bir impulsla nəticələnir və rotor hərəkət edir. Proses Nyutonun ikinci qanunundan istifadə etməklə izah olunur.
İmpulslu turbində mayenin sürəti rotor qanadlarına yönəldilməzdən əvvəl bir sıra ucluqlardan keçərək artırılır. Stator bıçaqları nozullar kimi fəaliyyət göstərir və təzyiqi az altmaqla sürəti artırır. Daha yüksək sürətə (momentum) malik maye axını daha sonra impulsu rotor qanadlarına ötürmək üçün rotor bıçaqlarına təsir edir. Bu mərhələlərdə mayenin xüsusiyyətləri impuls turbinlərinə xas olan dəyişikliklərə məruz qalır. Təzyiq düşməsi tamamilə burunlarda (yəni statorlarda) baş verir və statorlarda sürət əhəmiyyətli dərəcədə artır və rotorlarda azalır. Əslində, impuls turbinləri təzyiqi deyil, yalnız mayenin kinetik enerjisini çevirir.
Pelton təkərləri və de Laval turbinləri impuls turbinlərinə misaldır.
Reaksiya Turbin haqqında ətraflı
Reaksiya turbinləri, maye impuls dəyişikliyinə məruz qaldıqda, rotor qanadları üzərindəki reaksiya ilə mayenin enerjisini çevirir. Bu prosesi raketin egzoz qazının raketdə reaksiyası ilə müqayisə etmək olar. Reaksiya turbinlərinin prosesi Nyutonun ikinci qanunundan istifadə etməklə ən yaxşı şəkildə izah edilir.
Bir sıra nozzler stator mərhələsində maye axınının sürətini artırır. Bu, təzyiqin azalmasına və sürətin artmasına səbəb olur. Sonra maye axını rotor bıçaqlarına yönəldilir, onlar da nozzle kimi fəaliyyət göstərir. Bu, təzyiqi daha da azaldır, lakin kinetik enerjinin rotor bıçaqlarına ötürülməsi nəticəsində sürət də aşağı düşür. Reaksiya turbinlərində təkcə mayenin kinetik enerjisi deyil, həm də təzyiq şəklində mayenin içindəki enerji rotor şaftının mexaniki enerjisinə çevrilir.
Francis turbin, Kaplan turbin və bir çox müasir buxar turbinləri bu kateqoriyaya aiddir.
Müasir turbin dizaynında optimal enerji hasilatı yaratmaq üçün iş prinsiplərindən istifadə edilir və turbinin xarakteri turbinin reaksiya dərəcəsi (Λ) ilə ifadə edilir. Parametr əsasən rotor pilləsində təzyiq düşməsi ilə stator mərhələsindəki nisbətdir.
Λ=(rotor mərhələsində entalpiyanın dəyişməsi) / (stator mərhələsində entalpiyanın dəyişməsi)
İmpuls Turbini ilə Reaksiya Turbininin fərqi nədir?
İmpuls turbinində təzyiq (entalpiya) düşməsi tamamilə stator mərhələsində, reaksiyada isə turbin təzyiqi (entalpiya) həm rotor, həm də stator pillələrində aşağı düşür. {Maye sıxıla bilirsə, (adətən) reaksiya turbinlərində qaz həm rotor, həm də stator pillələrində genişlənir.}
Reaksiya turbinlərində iki dəst nozz var (statorda və rotorda), impuls turbinlərində isə yalnız statorda başlıqlar var.
Reaksiya turbinlərində həm təzyiq, həm də kinetik enerji mil enerjisinə çevrilir, impuls turbinlərində isə yalnız kinetik enerji mil enerjisi yaratmaq üçün istifadə olunur.
İmpuls turbininin işi Nyutonun üçüncü qanunundan, reaksiya turbinləri isə Nyutonun ikinci qanunundan istifadə edilməklə izah edilir.
