Dingen die u moet weten over een impulsturbine

Impulsturbine is een van de eenvoudigste turbines die er zijn, geclassificeerd als hydroturbines samen met reactieturbines. Deze turbines zijn gegroepeerd op basis van hoe de energie wordt uitgewisseld tussen de vloeistof en de turbine. Ze zijn geïnstalleerd om de potentiële energie en kinetische energie van de waterstroom om te zetten in mechanisch werk. Waterkrachtcentrales maken op grote schaal gebruik van een impulsturbine en deze kan worden gebruikt voor het oppompen van water.

Vandaag maakt u kennis met de definitie, toepassingen, functie, componenten, diagram, typen en werkingsprincipe van een impulsturbine. U maakt ook kennis met de voor- en nadelen van deze impulsturbine in zijn verschillende toepassingen.

Wat is een impulsturbine?

Een impulsturbine is een apparaat dat de kinetische energie van de vloeistof gebruikt om de bladen door het mondstuk te slaan. in deze turbines werkt een reeks roterende machines bij atmosferische druk. Ze zijn geschikt voor hoge opvoerhoogte en lage stroomsnelheden. Impulsturbines werken op basis van de verandering van snelheidsvectoren, dat wil zeggen, de potentiële energie van het water (of andere bronnen van vloeistof, bijvoorbeeld stoom), afhankelijk van de hoogte van de waterval, wordt omgezet in kinetische energie door een of meer sproeiers.

Wanneer het water met hoge snelheid de turbinebladen raakt, waardoor de turbine gaat draaien en een as die op de generator is aangesloten, kan de elektriciteit worden opgewekt. Dit maakt het geschikt om energie te halen uit de hoge opvoerhoogte en lage stroomomstandigheden.

Er zijn drie typen impulsturbines, Pelton, Turgo en Cross-flow. De constructie van Pelton- en Turgo-turbines lijkt veel op elkaar. Een Cross-flow-turbine is echter een aangepaste versie van een impulsturbine, geclassificeerd als een impulsturbine. Dit komt door de rotatie van de runner bij atmosferische druk en niet als een ondergedompelde turbine.

Toepassingen van impulsturbine

De toepassingen van een impulsturbine worden veel gebruikt voor het opwekken van elektrische energie. In feite wordt een groot deel van 's werelds elektrische stroom opgewekt door turbogeneratoren.

De hoofdmotoren van de spaceshuttle gebruikten turbopompen (een machine die bestaat uit een pomp die wordt aangedreven door een turbinemotor) om de drijfgassen (vloeibare zuurstof en vloeibare waterstof) naar de verbrandingskamer van de motor te voeren.

Waterturbines worden gebruikt in waterkrachtcentrales. Ze gebruiken water als hun werkvloeistof. Eindelijk,

Stoomturbines worden gebruikt in kern- en thermische centrales. Water wordt verwarmd om stoom te vormen en stroomt vervolgens door turbines om elektriciteit te produceren.

Opmerking :de primaire functie van een impulsturbine is het opwekken van energie en het pompen van water.

Onderdelen van impulsturbine

Hieronder staan ​​de belangrijkste componenten van een impulsturbine en hun functies:

Loper:

Dit onderdeel in een impulsturbine is als een cirkelvormige schijf waaraan een aantal gebogen bladen is bevestigd. Er is een cilinderas in het midden die is gemaakt van roestvrij staal, evenals de runner. Welnu, de loper kan van gietijzer worden gemaakt als de opvoerhoogte kleiner is.

Emmers:

De emmers zijn als een set lepelvormige bekers die rond de runner zijn gemonteerd om energie uit te wisselen tussen de vloeistof en de turbine. De vloeistof raakt met hoge snelheid deze emmers nadat ze het mondstuk hebben verlaten, waardoor de turbinebladen gaan draaien en de buitenrand van de emmer verlaten. Het turbineontwerp zal de verandering in de richting van de vloeistof tijdens het uittreden bepalen ten opzichte van de inslaghoek. Het grootste momentum wordt verkregen onder een hoek van 180 graden.

Spuitmond:

De functie van een mondstuk in een impulsturbine is om de vloeistofstroom aan te passen, te wijzigen en te spuiten om de emmers te raken. Het is een belangrijk onderdeel van deze turbine dat drukveranderingen veroorzaakt en ervoor zorgt dat de opvoerhoogte wordt omgezet in kinetische energie. Een onderdeel dat speer in dit apparaat wordt genoemd, wordt gebruikt om het volume van de waterstraal die de emmers bereikt aan te passen. Deze mondstukken zijn gemaakt van wolfraamcarbide, dat erg hard is en bestand is tegen erosieve deeltjes.

Behuizing:

Behuizing in een impulsturbine dient als een schild over de turbine om te voorkomen dat water eruit spat. Het leidt het ook naar de overlaat, die bestaat voor het extra water om de structurele integriteit van de dam te beschermen. Over het algemeen wordt dit onderdeel gemaakt van gietijzer.

Penstock:

Het onderdeel wordt veel gebruikt in waterkrachtcentrales als leidingen en kanalen die water uit dammen en reservoirs of turbines transporteren. Er stroomt water onder zeer hoge druk in. pennen zijn normaal gesproken gemaakt van staal

Diagram van impulsturbine:

Soorten impulsturbine

Hieronder staan ​​de verschillende soorten impulsturbines die in waterkrachtcentrales worden gebruikt, evenals hun werking:

Pelton:

Een Pelton-turbine heeft zijn belangrijkste componenten als runner, nozzle en deflector. Het wordt gebruikt voor hoge watervalhoogte. Een of meer sproeiers (maximaal 6) helpen bij het omzetten van de waterkolom naar een snelle stroom. Als waterstroom wordt bijgevolg het vermogen van de turbine geregeld door de waterstroomhoeveelheid te regelen.

Het systeem heeft een reeks bakken die symmetrisch rond de cilindrische loper van de turbine zijn geplaatst. Het ontwerp en de vorm van deze emmers zorgen ervoor dat de waterstraal het midden van de emmer raakt en van beide kanten naar buiten komt. Deze uitgang gebeurt op een manier dat het water dat uit de emmer komt de volgende niet raakt, wat resulteert in een rem. De as van het turbinewiel kan verticaal of horizontaal worden gemonteerd. Voor hoge vermogens, efficiëntie en een groter aantal sproeiers staat de wielas altijd verticaal en wordt de generator boven de turbine geïnstalleerd.

Tussen de loper en het mondstuk bevindt zich een deflector. Het helpt voorkomen dat er water uit de sproeikop naar de emmers spuit wanneer de belasting plotseling van de turbine wordt verwijderd. Dit verhoogt de rotatiesnelheid. Ten slotte wordt een speer gebruikt om de waterstroom te stoppen.

Diagram van Pelton-impulsturbine:

Turgo:

De turgo-types van impulsturbines werken op dezelfde manier als die van Pelton. Het grote verschil is dat de waterstraal de emmers schuin raakt (ongeveer 20 graden). Dit komt omdat de vorm van de emmer gecompliceerd is en moeilijker te vervaardigen. Turgo-turbines hebben een hogere specifieke snelheid dan Pelton. Een voordeel van dit soort impulsturbines is de grotere straal en een kleinere machinegrootte in vergelijking met Pelton voor gelijk vermogen. Kleine waterkrachtcentrales maken gebruik van deze turbine.

Diagram van Turgo-impulsturbine:

Cross-flow:

Dit soort turbines zijn de modificaties van impulsturbines die vaak worden gebruikt in kleine waterkrachtcentrales. Net als impulsturbines draait de rotor in lucht en niet volledig ondergedompeld zoals een reactieturbine. De voordelen van deze turbine omvatten werking in een breed bereik van stroomsnelheid, opvoerhoogte en bijgevolg vermogen. Bovendien kan het zich goed aanpassen aan veranderingen in de stroming en tegelijkertijd efficiëntie besparen. Er is een speciaal controlesysteem dat het actieve deel van de turbine kan aanpassen aan de hoeveelheid waterstroom.

Diagram van een dwarsstroomturbine:

Werkingsprincipe van een impulsturbine

De werking van een impulsturbine is anders omdat er verschillende soorten zijn. Nou, terwijl ik de verschillende soorten uitlegde, noemde ik hoe ze werken. In het algemeen moeten in het stroomopwekkingsproces in impulsturbines de volgende stappen worden uitgevoerd.

• Het opgeslagen water stroomt van een bron stroomopwaarts door Penstock en wordt aan het mondstuk afgeleverd.
• De potentiële energie van het water in het mondstuk wordt omgezet in kinetische energie en in de bladen of emmers geïnjecteerd; dus de loper draait.
• Er is een mechanisme om de waterstroom die in de hardloper wordt geïnjecteerd, te regelen. De speer speelt meestal een belangrijke rol in dit proces.
• De generator die aan de as is bevestigd, zet mechanische energie om in elektrische energie.

Bekijk de video hieronder voor meer informatie over de werking van een impulsturbine:

Voor- en nadelen van een impulsturbine

Voordelen:

Hieronder vindt u de voordelen van impulsturbines in hun verschillende toepassingen.

• Eenvoudig te onderhouden.
• Eenvoudige constructie.
• Hoge werkefficiëntie.
• Blik werkt bij atmosferische druk.
• De rotatiesnelheid is hoog.

Nadelen:

Ondanks de goede voordelen van een impulsturbine doen zich toch enkele beperkingen voor. Hieronder staan ​​de nadelen van een impulsturbine in zijn verschillende toepassingen.

• Het neemt veel ruimte in beslag vanwege zijn grootte.
• De installatiekosten zijn hoog.
• De werkefficiëntie neemt na verloop van tijd af.
• Niet geschikt voor hoge stroomsnelheden.
• Alleen ideaal voor lage ontlading.
• Het vereist een hoog hoofd dat moeilijk te hanteren is.

Conclusie

Impulsturbines zijn speciale soorten turbines voor energieopwekking en waterpompen. Ze zijn van drie typen, waaronder Pelton, Turgo en cross-flow. dat is al deze post waarin de definitie, toepassingen, functie, componenten, diagram en werking van een impulsturbine werd uitgelegd. De voor- en nadelen werden ook vermeld.

Ik hoop dat je genoten hebt van het lezen, zo ja, deel het dan met andere studenten. Bedankt voor het lezen, tot de volgende keer!