Turbin Impuls vs Turbin Reaksi
Turbin ialah kelas jentera turbo yang digunakan untuk menukar tenaga dalam cecair yang mengalir kepada tenaga mekanikal dengan menggunakan mekanisme rotor. Turbin, secara amnya, menukarkan sama ada tenaga haba atau kinetik bendalir kepada kerja. Turbin gas dan turbin stim adalah jentera turbo terma, di mana kerja dijana daripada perubahan entalpi bendalir kerja; iaitu tenaga keupayaan bendalir dalam bentuk tekanan ditukarkan kepada tenaga mekanikal.
Struktur asas turbin aliran paksi direka bentuk untuk membenarkan aliran bendalir berterusan semasa mengekstrak tenaga. Dalam turbin haba, bendalir kerja pada suhu tinggi dan tekanan diarahkan melalui satu siri rotor yang terdiri daripada bilah bersudut yang dipasang pada cakera berputar yang dipasang pada aci. Di antara setiap cakera rotor, bilah pegun dipasang, yang bertindak sebagai muncung dan memandu aliran bendalir.
Turbin dikelaskan menggunakan banyak parameter, dan pembahagian impuls dan tindak balas adalah berdasarkan kaedah menukar tenaga bendalir kepada tenaga mekanikal. Turbin impuls menjana tenaga mekanikal sepenuhnya daripada impuls bendalir apabila hentaman pada bilah pemutar. Turbin tindak balas menggunakan bendalir daripada muncung untuk mencipta momentum pada roda pemegun.
Lagi mengenai Turbin Impuls
turbin impuls menukarkan tenaga bendalir dalam bentuk tekanan dengan menukar arah aliran bendalir apabila hentaman pada bilah pemutar. Perubahan dalam momentum mengakibatkan impuls pada bilah turbin dan pemutar bergerak. Proses ini dijelaskan menggunakan hukum kedua newton.
Dalam turbin impuls, halaju bendalir ditingkatkan dengan melalui satu siri muncung sebelum diarahkan ke bilah pemutar. Bilah stator bertindak sebagai muncung dan meningkatkan halaju dengan mengurangkan tekanan. Aliran bendalir dengan halaju yang lebih tinggi (momentum) kemudian hentaman dengan bilah pemutar, untuk memindahkan momentum ke bilah pemutar. Semasa peringkat ini, sifat bendalir mengalami perubahan yang merupakan ciri kepada turbin impuls. Penurunan tekanan berlaku sepenuhnya dalam muncung (iaitu pemegun), dan halaju meningkat dengan ketara dalam pemegun dan jatuh dalam pemutar. Pada dasarnya, turbin impuls hanya menukar tenaga kinetik bendalir, bukan tekanan.
Roda pelton dan turbin de Laval ialah contoh turbin impuls.
Lagi mengenai Turbin Tindakbalas
Turbin tindak balas menukar tenaga bendalir melalui tindak balas pada bilah pemutar, apabila bendalir mengalami perubahan momentum. Proses ini boleh dibandingkan dengan tindak balas pada roket oleh gas ekzos roket. Proses turbin tindak balas dijelaskan dengan terbaik menggunakan hukum kedua Newton.
Serangkaian muncung meningkatkan halaju aliran bendalir dalam peringkat stator. Ini mewujudkan penurunan tekanan dan peningkatan dalam halaju. Kemudian aliran bendalir diarahkan ke bilah pemutar, yang juga bertindak sebagai muncung. Ini mengurangkan lagi tekanan, tetapi halaju juga menurun akibat pemindahan tenaga kinetik ke bilah pemutar. Dalam turbin tindak balas, bukan sahaja tenaga kinetik bendalir, tetapi juga tenaga dalam bendalir dalam bentuk tekanan ditukar kepada tenaga mekanikal aci pemutar.
turbin Francis, turbin Kaplan dan banyak turbin wap moden tergolong dalam kategori ini.
Dalam reka bentuk turbin moden, prinsip operasi digunakan untuk menjana keluaran tenaga optimum dan sifat turbin dinyatakan dengan tahap tindak balas (Λ) turbin. Parameter pada asasnya ialah nisbah antara penurunan tekanan dalam peringkat rotor dan peringkat stator.
Λ=(perubahan entalpi dalam peringkat rotor) / (perubahan entalpi dalam peringkat stator)
Apakah perbezaan antara Turbin Impuls dan Turbin Tindak Balas?
Dalam turbin impuls, penurunan tekanan (enthalpi) berlaku sepenuhnya dalam peringkat stator, dan dalam tekanan turbin tindak balas (enthalpi) jatuh dalam kedua-dua peringkat rotor dan stator. {Jika bendalir boleh dimampatkan, (biasanya) gas mengembang dalam kedua-dua peringkat rotor dan stator dalam turbin tindak balas.}
Turbin tindak balas mempunyai dua set muncung (dalam stator dan rotor) manakala turbin impuls hanya mempunyai muncung dalam stator.
Dalam turbin tindak balas, kedua-dua tekanan dan tenaga kinetik ditukar kepada tenaga aci manakala, dalam turbin impuls, hanya tenaga kinetik digunakan untuk menjana tenaga aci.
Kendalian turbin impuls diterangkan menggunakan hukum ketiga Newton, dan turbin tindak balas dijelaskan menggunakan hukum kedua Newton.
