Differenza Tra Turbina A Impulsi E Turbina A Reazione

2024 Autore: Mildred Bawerman | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 08:39

Turbina a impulsi vs Turbina a reazione

Le turbine sono una classe di macchinari turbo utilizzati per convertire l'energia in un fluido che scorre in energia meccanica mediante l'uso di meccanismi a rotore. Le turbine, in generale, convertono in lavoro l'energia termica o cinetica del fluido. Le turbine a gas e le turbine a vapore sono macchine turbo termiche, dove il lavoro è generato dalla variazione di entalpia del fluido di lavoro; cioè l'energia potenziale del fluido sotto forma di pressione viene convertita in energia meccanica.

La struttura di base di una turbina a flusso assiale è progettata per consentire un flusso continuo di fluido mentre si estrae l'energia. Nelle turbine termiche, il fluido di lavoro ad alta temperatura e pressione viene convogliato attraverso una serie di rotori costituiti da pale angolate montate su un disco rotante fissato all'albero. Tra i dischi di ciascun rotore, sono montate pale fisse, che agiscono da ugelli e guidano il flusso del fluido.

Le turbine sono classificate utilizzando molti parametri e la divisione impulso e reazione si basa sul metodo di conversione dell'energia di un fluido in energia meccanica. Una turbina a impulsi genera energia meccanica completamente dall'impulso del fluido al momento dell'impatto sulle pale del rotore. Una turbina a reazione utilizza il fluido dall'ugello per creare quantità di moto sulla ruota dello statore.

Ulteriori informazioni su Impulse Turbine

Le turbine a impulsi convertono l'energia del fluido sotto forma di pressione modificando la direzione del flusso del fluido quando vengono colpite dalle pale del rotore. La variazione della quantità di moto si traduce in un impulso sulle pale della turbina e il rotore si muove. Il processo è spiegato usando la seconda legge di Newton.

In una turbina a impulsi, la velocità del fluido viene aumentata passando attraverso una serie di ugelli prima di essere diretto alle pale del rotore. Le pale dello statore fungono da ugelli e aumentano la velocità riducendo la pressione. Il flusso di fluido con maggiore velocità (quantità di moto) quindi impatta con le pale del rotore, per trasferire la quantità di moto alle pale del rotore. Durante queste fasi, le proprietà del fluido subiscono cambiamenti caratteristici delle turbine a impulsi. La caduta di pressione avviene completamente negli ugelli (cioè gli statori) e la velocità aumenta notevolmente negli statori e diminuisce nei rotori. In sostanza, le turbine a impulsi convertono solo l'energia cinetica del fluido, non la pressione.

Le ruote Pelton e le turbine de Laval sono esempi di turbine a impulso.

Maggiori informazioni sulla turbina a reazione

Le turbine a reazione convertono l'energia del fluido dalla reazione sulle pale del rotore, quando il fluido subisce una variazione di quantità di moto. Questo processo può essere paragonato alla reazione su un razzo da parte dei gas di scarico del razzo. Il processo delle turbine di reazione viene spiegato al meglio usando la seconda legge di Newton.

Una serie di ugelli aumenta la velocità del flusso di fluido nello stadio statore. Questo crea una caduta di pressione e un aumento della velocità. Quindi il flusso di fluido viene diretto alle pale del rotore, che agiscono anche come ugelli. Ciò riduce ulteriormente la pressione, ma la velocità diminuisce anche come risultato del trasferimento di energia cinetica alle pale del rotore. Nelle turbine a reazione, non solo l'energia cinetica del fluido, ma anche l'energia nel fluido sotto forma di pressione viene convertita in energia meccanica dell'albero rotore.

La turbina Francis, la turbina Kaplan e molte delle moderne turbine a vapore appartengono a questa categoria.

Nella moderna progettazione delle turbine, i principi di funzionamento vengono utilizzati per generare una produzione di energia ottimale e la natura della turbina è espressa dal grado di reazione (Λ) della turbina. Il parametro è fondamentalmente il rapporto tra la caduta di pressione nello stadio rotorico e nello stadio statore.

Λ = (variazione entalpica stadio rotore) / (variazione entalpia stadio statore)

Qual è la differenza tra Impulse Turbine e Reaction Turbine?

In una turbina a impulsi, la caduta di pressione (entalpia) si verifica completamente nello stadio statore e nella turbina di reazione la pressione (entalpia) si verifica sia nello stadio rotore che in quello statore. {Se il fluido è comprimibile, (di solito) il gas si espande in entrambi gli stadi del rotore e dello statore nelle turbine a reazione.}

Le turbine a reazione hanno due serie di ugelli (nello statore e nel rotore) mentre le turbine a impulsi hanno ugelli solo nello statore.

Nelle turbine a reazione, sia la pressione che l'energia cinetica vengono convertite in energia dell'albero mentre, nelle turbine a impulsi, solo l'energia cinetica viene utilizzata per generare l'energia dell'albero.

Il funzionamento della turbina a impulsi è spiegato usando la terza legge di Newton e le turbine di reazione sono spiegate usando la seconda legge di Newton.