Impulse Turbine vs Reaction Turbine
Turbines ni aina ya mashine za turbo zinazotumiwa kubadilisha nishati katika kioevu kinachotiririka hadi nishati ya kimakenika kwa kutumia mitambo ya rota. Turbines, kwa ujumla, hubadilisha nishati ya joto au kinetic ya giligili kuwa kazi. Mitambo ya gesi na mitambo ya mvuke ni mitambo ya turbo ya joto, ambapo kazi huzalishwa kutokana na mabadiliko ya enthalpy ya maji ya kazi; yaani, nishati inayoweza kutokea ya maji katika mfumo wa shinikizo hubadilishwa kuwa nishati ya mitambo.
Muundo msingi wa turbine ya mtiririko wa axial umeundwa ili kuruhusu mtiririko unaoendelea wa maji wakati wa kutoa nishati. Katika turbines za joto, maji ya kazi kwa joto la juu na shinikizo huelekezwa kwa njia ya mfululizo wa rotors yenye blade za angled zilizowekwa kwenye diski inayozunguka iliyounganishwa na shimoni. Katikati ya kila diski za rota, vile vile vilivyosimama huwekwa, ambavyo hufanya kama nozzles na kuongoza mtiririko wa umajimaji.
Turbines huainishwa kwa kutumia vigezo vingi, na mgawanyiko wa msukumo na mmenyuko unatokana na mbinu ya kubadilisha nishati ya kimiminika kuwa nishati ya kimakenika. Turbine ya msukumo huzalisha nishati ya mitambo kabisa kutoka kwa msukumo wa maji wakati athari kwenye blade za rotor. Turbine ya athari hutumia umajimaji kutoka kwenye pua ili kuongeza kasi kwenye gurudumu la stator.
Mengi zaidi kuhusu Impulse Turbine
Mitambo ya msukumo hubadilisha nishati ya maji katika mfumo wa shinikizo kwa kubadilisha mwelekeo wa mtiririko wa maji inapoathiriwa kwenye blade za rota. Mabadiliko ya kasi husababisha msukumo kwenye vile vile vya turbine na rotor inasonga. Mchakato unafafanuliwa kwa kutumia sheria ya pili ya newton.
Katika turbine ya msukumo, kasi ya kiowevu huongezeka kwa kupita kwenye mfululizo wa nozzles kabla ya kuelekezwa kwenye blade za rota. Vipande vya stator hufanya kama pua na kuongeza kasi kwa kupunguza shinikizo. Mtiririko wa maji wenye kasi ya juu (kasi) kisha huathiriwa na blade za rota, kuhamisha kasi kwenye vile vya rota. Wakati wa hatua hizi, sifa za maji hupitia mabadiliko ambayo ni tabia kwa turbines za msukumo. Kushuka kwa shinikizo hutokea kabisa katika nozzles (yaani stators), na kasi huongezeka kwa kiasi kikubwa katika stators na matone katika rotors. Kimsingi, turbines za msukumo hubadilisha tu nishati ya kinetic ya kioevu, sio shinikizo.
Pelton wheels na de Laval turbines ni mifano ya turbines za msukumo.
Mengi zaidi kuhusu Reaction Turbine
Mitambo ya kuathiriwa hubadilisha nishati ya umajimaji kwa mitikio kwenye blade za rota, umajimaji unapobadilika kasi. Utaratibu huu unaweza kulinganishwa na athari kwenye roketi na gesi ya kutolea nje ya roketi. Mchakato wa mitambo ya athari hufafanuliwa vyema zaidi kwa kutumia sheria ya pili ya Newton.
Msururu wa nozzles huongeza kasi ya mkondo wa maji katika hatua ya stator. Hii inajenga kushuka kwa shinikizo na ongezeko la kasi. Kisha mkondo wa maji unaelekezwa kwa vile vya rotor, ambazo pia hufanya kama nozzles. Hii inapunguza zaidi shinikizo, lakini kasi pia hushuka kama matokeo ya uhamisho wa nishati ya kinetic kwenye vile vya rotor. Katika mitambo ya kuitikia, sio tu nishati ya kinetiki ya giligili, lakini pia nishati katika giligili katika mfumo wa shinikizo hubadilishwa kuwa nishati ya mitambo ya shimoni ya rota.
Francis turbine, Kaplan turbine, na mitambo mingi ya kisasa ya stima ni ya aina hii.
Katika muundo wa kisasa wa turbine, kanuni za uendeshaji hutumika kutoa nishati bora zaidi na asili ya turbine inaonyeshwa na kiwango cha athari (Λ) ya turbine. Kigezo kimsingi ni uwiano kati ya kushuka kwa shinikizo katika hatua ya rotor na hatua ya stator.
Λ=(mabadiliko ya enthalpy katika hatua ya rotor) / (mabadiliko ya enthalpy katika hatua ya stator)
Kuna tofauti gani kati ya Impulse Turbine na Reaction Turbine?
Katika turbine ya msukumo, shinikizo (enthalpy) hushuka kabisa katika hatua ya stator, na katika athari ya shinikizo la turbine (enthalpy) hushuka katika hatua za rota na stator. {Iwapo umajimaji unaweza kubanwa, (kawaida) gesi hupanuka katika hatua za rota na stator katika mitambo ya kuathiriwa.}
Mitambo ya kuitikia ina seti mbili za nozzles (katika stator na rota) ilhali mitambo ya msukumo ina nozzles kwenye stator pekee.
Katika mitambo ya kuitikia, shinikizo na nishati ya kinetiki hubadilishwa kuwa nishati ya shimoni huku, katika turbine za msukumo, ni nishati ya kinetiki pekee inayotumika kuzalisha nishati ya shimoni.
Uendeshaji wa turbine ya msukumo unafafanuliwa kwa kutumia sheria ya tatu ya Newton, na mitambo ya athari inaelezwa kwa kutumia sheria ya pili ya Newton.
