Turbină de reacție

Turbină cu abur de reacție

O turbină cu abur cu reacție se referă la o turbină în care aburul se extinde nu numai în duze, ci și în interiorul palelor mobile. Palele mobile ale unei turbine cu reacție sunt supuse nu numai forței generate de impactul fluxului de abur, ci și forței produse de expansiunea și accelerarea aburului în interiorul palelor.

Într-o turbină cu abur cu reacție, aburul se extinde și accelerează nu numai în duze, ci și pe măsură ce curge prin pasajele palelor mobile. Aceasta înseamnă că în cascadele de pale mobile, direcția fluxului de abur se schimbă, iar viteza sa relativă crește și ea. În consecință, palele mobile sunt acționate atât de forța de impuls de la jetul de abur de mare viteză care iese din duze, cât și de forța de reacție de la aburul care iese din cascadele de pale mobile. Cu alte cuvinte, turbina cu abur cu reacție utilizează atât principiul impulsului, cât și cel al reacției pentru a efectua lucru mecanic.

O turbină cu abur cu reacție este un tip de mașinărie alimentată cu abur. Principiul său de funcționare se bazează pe expansiunea aburului care are loc atât în ​​palele staționare (duze), cât și în palele mobile, valorificând atât forța de impuls, cât și forța de reacție a aburului pentru a acționa rotația rotorului.

Principiul de funcționare și caracteristicile structurale: Într-o turbină cu abur cu reacție, aburul se extinde și accelerează mai întâi în cascadele de palete staționare, rezultând o scădere de presiune și o creștere a vitezei. Apoi intră în cascadele de palete mobile, unde aburul continuă să se extindă. Această expansiune nu numai că schimbă direcția curgerii, generând o forță de impuls, dar, datorită accelerației cauzate de expansiune, produce și o forță de reacție. Aceste două forțe lucrează împreună pentru a acționa rotorul și a efectua lucru mecanic. Acest design are ca rezultat o diferență de presiune pe cele două laturi ale paletelor mobile. Prin urmare, rotorul folosește de obicei o structură de tip tambur pentru a evita împingerea axială excesivă și este adesea echipat cu un piston de echilibrare pentru a contracara această împingere. Din punct de vedere structural, turbinele cu abur cu reacție pot fi împărțite în tipuri cu flux axial (unde aburul curge axial, iar paletele sunt montate pe un tambur) și tipuri cu flux radial (unde aburul curge radial, cu două rotoare care se rotesc în direcții opuse).

Comparație cu turbinele cu abur cu impuls: Principala distincție dintre turbinele cu reacție și cele cu impuls constă în procesul de expansiune. În turbinele cu impuls, expansiunea aburului are loc în principal în palele staționare, aproape fără expansiune în palele mobile. În schimb, în ​​turbinele cu reacție, expansiunea este aproape egală atât în ​​palele staționare, cât și în cele mobile. În consecință, turbinele cu reacție oferă o eficiență mai mare a treptelor. Cu toate acestea, acestea generează o împingere axială mai mare, de obicei nu pot funcționa cu admisie parțială de abur și utilizează adesea o treaptă de impuls pentru prima treaptă.

Avantajele turbinelor cu abur cu reacție se reflectă în principal în următoarele aspecte:

1. Eficiență mai mare a treptelor: Aburul se extinde atât în ​​palele staționare, cât și în cele mobile, utilizând atât forțele de impuls, cât și cele de reacție pentru a efectua lucru mecanic. Acest lucru permite un design mai rațional al triunghiului de viteză și are ca rezultat pierderi de debit mai mici. Prin urmare, eficiența unei singure trepte este de obicei cu aproximativ 2%-3% mai mare decât cea a turbinelor cu abur cu impuls.

2. Structura similară a palelor reduce costurile de fabricație: Formele secțiunii transversale a palelor mobile și staționare sunt în esență identice. Această simetrie simplifică procesele de proiectare și fabricație a palelor, facilitând producția de masă și reducând costurile pieselor de schimb.

3. Performanță mai bună la sarcini parțiale: Datorită distribuției uniforme a procesului de expansiune a aburului în diferite etape, turbinele cu abur de reacție pot menține o eficiență relativ ridicată chiar și în condiții de sarcină diferită de sarcină maximă, prezentând o adaptabilitate mai mare la funcționarea cu sarcină variabilă.

4. Potrivit pentru condiții de presiune medie și joasă: Caracteristicile lor de proiectare asigură o funcționare stabilă în condiții de abur de presiune medie și joasă. În plus, structura în mai multe etape facilitează utilizarea tehnologiilor precum reîncălzirea pentru a îmbunătăți și mai mult eficiența generală.

5. Forța de împingere axială poate fi gestionată de un piston de echilibrare: Deși forța de împingere axială este semnificativă, aceasta poate fi contracarată eficient prin designuri precum structura tamburului și pistonul de echilibrare, asigurând stabilitatea operațională.