Diferença Entre Impulso e Turbina de Reação: Impulso vs Turbina de Reação Comparada

Impulse Turbine vs Reaction Turbine

As turbinas são uma classe de máquinas turbo usadas para converter a energia em um fluido fluente em energia mecânica pelo uso de mecanismos de rotor. Turbinas, em geral, convertem a energia térmica ou cinética do fluido no trabalho. Turbinas a gás e turbinas a vapor são máquinas térmicas de turbo, onde o trabalho é gerado a partir da alteração de entalpia do fluido de trabalho; Eu. e. a energia potencial do fluido sob a forma de pressão é convertida em energia mecânica.

A estrutura básica de uma turbina de fluxo axial é projetada para permitir um fluxo contínuo de fluido enquanto extrai a energia. Em turbinas térmicas, o fluido de trabalho a alta temperatura e uma pressão é direcionado através de uma série de rotores constituídos por lâminas angulares montadas em um disco rotativo ligado ao eixo. Entre cada disco de rotor, são montadas lâminas estacionárias, que atuam como bicos e orienta o fluxo de fluido.

As turbinas são classificadas através de muitos parâmetros e a divisão de impulsos e reações baseia-se no método de conversão da energia de um fluido em energia mecânica. Uma turbina de impulso gera energia mecânica completamente do impulso do fluido quando o impacto nas lâminas do rotor. Uma turbina de reação usa o fluido do bocal para criar impulso na roda do estator.

Mais sobre Impulse Turbine

As turbinas de impulso convertem a energia do fluido sob a forma de pressão alterando a direção do fluxo de fluido quando impactado nas lâminas do rotor. A mudança no impulso resulta em um impulso nas lâminas da turbina e o rotor se move. O processo é explicado usando a segunda lei dos newtons.

Em uma turbina de impulso, a velocidade do fluido aumenta ao passar por uma série de bocais antes de ser direcionada para as pás do rotor. As lâminas do estator atuam como os injetores e aumentam a velocidade reduzindo a pressão. Fluxo de fluido com maior velocidade (impulso) e, em seguida, impacta com as pás do rotor, para transferir o momento para as pás do rotor. Durante estas etapas, as propriedades do fluido sofrem alterações que são características das turbinas de impulso. A queda de pressão ocorre completamente nos bicos (isto é, os estatores) e a velocidade aumenta significativamente nos estatores e as gotas nos rotores. Em essência, as turbinas de impulso só convertem a energia cinética do fluido, não a pressão.

As rodas Pelton e as turbinas Laval são exemplos das turbinas de impulso.

Mais sobre a Turbina de Reação

As turbinas de reação convertem a energia do fluido pela reação nas pás do rotor, quando o fluido sofre uma mudança de impulso. Este processo pode ser comparado à reação em um foguete pelo gás de escape do foguete. O processo das turbinas de reação é melhor explicado usando a segunda lei de Newton.

Uma série de bicos aumenta a velocidade da corrente de fluido no estágio do estator. Isso cria uma queda de pressão e um aumento na velocidade. Em seguida, o fluxo de fluido é direcionado para as pás do rotor, que também estão atuando como bocais. Isso reduz ainda mais a pressão, mas a velocidade também cai como resultado da transferência de energia cinética para as pás do rotor. Nas turbinas de reação, não só a energia cinética do fluido, mas também a energia no fluido sob a forma de pressão é convertida em energia mecânica do eixo do rotor.

A turbina Francis, a turbina Kaplan e muitas das modernas turbinas a vapor pertencem a esta categoria.

No design moderno da turbina, os princípios de operação são usados ​​para gerar uma saída de energia ideal e a natureza da turbina é expressa pelo grau de reação (Λ) da turbina. O parâmetro é basicamente a relação entre a queda de pressão no estágio do rotor e o estágio do estator.

Λ = (mudança de entalpia na fase do rotor) / (mudança de entalpia no estágio do estator)

Qual a diferença entre Turbina Impulso e Turbina de Reação?

Em uma turbina de impulso, a queda de pressão (entalpia) ocorre completamente no estágio do estator, e na pressão da turbina de reação (entalpia) cai nos estádios do rotor e do estator. {Se o fluido é compressível, (geralmente), o gás se expande nos estádios do rotor e do estator em turbinas de reação.}

As turbinas de reação têm dois conjuntos de bocais (no estator e rotor), enquanto as turbinas de impulso possuem bicos somente no Estator.

Em turbinas de reação, tanto a energia de pressão como a energia cinética são convertidas em energia do eixo, enquanto que, nas turbinas de impulso, apenas a energia cinética é usada para gerar energia do eixo.

A operação da turbina de impulso é explicada usando a terceira lei de Newton, e as turbinas de reação são explicadas usando a segunda lei de Newton.