Prezentacja programu PowerPoint

Turbina

– silnik przepływowy wykorzystujący

energię przepływającego płynu (cieczy lub gazu) do
wytwarzania energii mechanicznej.

Czynnik roboczy np. para wodna, spaliny, powietrze,
woda napływając pod odpowiednim kątem na łopatki
turbiny a następnie między nimi powoduje
powstanie siły działającej w pewnej odległości od osi
obrotu. Na wale powstaje moment obrotowy, który
można wykorzystać do napędu innego urządzenia.

Do napędu pojazdów używa się:

- turbin parowych (napędzanych parą wodną)

turbin

gazowych

(napędzanych

gazami

spalinowymi)

SILNIKI TURBINOWE

Siła nośna – siła działająca na ciało poruszające się w płynie, lub
gdy płyn porusza się wobec ciała.
Przykładem  powstawania  siły  nośnej  jest  powstawanie  siły  na
skrzydłach  poruszającego  się  samolotu  ale  także  na  skrzydłach
śmigła, śruby okrętowej, łopatek  turbin i sprężarek.

http://www.edupedia.pl/words/index/show/
533273_slownik_fizyczny-sia_nona_dynamiczna.html

2 >

Równanie
Bernoulliego:

Siła nośna:

v [m/s] – prędkość przepływu
płynu
g [m/s

] – przyspieszenie

ziemskie
h [m] – wysokość położenia

[kg/m

] – gęstość płynu

p [Pa] – ciśnienie
S [m

] – powierzchnia płata

nośnego
C [-] – współczynnik siły
nośnej

Wirnik turbiny

– składa się z łopatek umocowanych na bębnie

lub tarczy, umocowanych do wału, na którym w wyniku
przepływu

gazu

wytwarzany

jest

moment

obrotowy,

wykorzystywany do napędu odbiornika mocy.

Kierownica turbiny

– składa się z nieruchomych łopatek

umocowanych do obudowy turbiny, których zadaniem jest
zwiększenie prędkości i odpowiednie ukierunkowanie
czynnika napływającego na łopatki wirnika.

SILNIKI TURBINOWE

http://www.leander-project.homecall.co.uk/turbines.html

łopatki
kierownicze

łopatki
wirnika

wał
turbiny

TURBINA AKCYJNA I REAKCYJNA

http://www.mpoweruk.com/steam_turbines.htm

Turbiny

mogą

być

reakcyjne w mniejszym
lub większym stopniu.

Stosunek

energii

kinetycznej

uzyskanej

przez rozprężenie pary na
wirniku  do  pełnej  energii
kinetycznej,  uzyskanej  z
rozprężenia  w  dyszy  i  na
wirniku

łącznie,

nazywamy

stopniem

reakcyjności.

Stosuje się przeważnie
turbiny o pewnym stopniu
reakcyjności

stopień

reakcyjności np. 0,5.

Stały przekrój kanału
między łopatkami
wirnika

Przekrój kanału między
łopatkami wirnika tworzy
dyszę

TURBINA AKCYJNA I REAKCYJNA

Akcyjny  sposób  pracy  pary  polega  na  tym,  że  para  o  ciśnieniu  p1
rozpręża  się  całkowicie  w  dyszy,  przy  czym  prędkość  jej  rośnie  do
wartości c1. Rozprężona całkowicie para wpływa na łopatki wirnika, na
których  nie  rozpręża  się,  gdyż  ciśnienie  po  obu  stronach  wirnika  jest
jednakowe.  Prędkość  pary  względem  ruchomej  łopatki  w1  ulega  tylko
nieznacznemu zmniejszeniu wskutek tarcia do w2, natomiast prędkość
względem  nieruchomego  otoczenia  (prędkość  bezwzględna)  maleje  z
c1 na c2.
W przypadku turbin akcyjnych wykonuje się łopatki symetryczne, przy
czym  kanał  między  łopatkami  ma  jednakowy  przekrój  na  całej  drodze
strugi.  Powstanie  siły  działającej  na  łopatki  jest  tutaj  tylko  wynikiem
zmiany kierunku strugi.

Reakcyjny  sposób  pracy  pary  polega  na  tym,  że  para  rozpręża  się
częściowo w  dyszy, częściowo zaś w kanale między łopatkami.  Para  w
dyszy  rozpręża  się  od  ciśnienia  p1  do  p1',  przy  czym  prędkość  jej
rośnie do wartości c1. Ciśnienie pary za wirnikiem p2 jest mniejsze od
ciśnienia przed wirnikiem p1'. Para rozpręża się więc w kanale między
łopatkami wirnika. Prędkość pary względem ruchomych łopatek rośnie
od  w1  do  w2.  Prędkość  pary  względem  nieruchomego  otoczenia
(prędkość

bezwzględna)

maleje.

Łopatki  turbiny  reakcyjnej  mają  inny  kształt  niż  turbiny  akcyjnej.
Między  łopatkami  utworzony  jest  kanał  o  przekroju  zmiennym
tworzący  dyszę,  dopasowaną  do  różnicy  ciśnień  między  obu  stronami
wirnika.

http://energetyka.wnp.pl/kotly_i_turbiny/roznica-miedzy-
turbina-akcyjna-a-reakcyjna,5028_2_0_0.html

Dysza de Lavala

Uwaga:

Gdy prędkość gazu jest mniejsza od prędkości dźwięku
(M < 1),  wówczas  zwężanie  przekroju  powoduje
wzrost  prędkości.  Gdy  prędkość  gazu  przekroczy
prędkość  dźwięku  (M > 1)  to  wzrost  prędkości
zachodzi  ze  wzrostem  pola  przekroju  poprzecznego
dyszy.

http://pl.wikipedia.org/wiki/Dysza_de_L
avala

SIŁOWNIA TURBOPAROWA

– pompa zasilająca kocioł

– wytwornica pary (kocioł z przegrzewaczem )

– turbina parowa

– skraplacz pary

odbiornik
mocy

woda
chłodząca

SIŁOWNIA TURBOPAROWA

Obieg porównawczy Clausiusa – Rankine’a
1-2 – izobaryczne podgrzewanie i odparowywanie
wody
2-3 – izobaryczne przegrzewanie pary
3-4 – izentropowe (adiabatyczne) rozprężanie
pary
4-5 – izobaryczne skraplanie pary
5-1 – izentropowe (adiabatyczne) podnoszenie
ciśnienia wody