Diferencia entre la turbina de impulso y la turbina de reacción

Turbina de reacción de impulso vs
 

Las turbinas son una clase de turbo maquinaria utilizada para convertir la energía en un fluido que fluye en energía mecánica mediante el uso de mecanismos del rotor. Las turbinas, en general, convierten la energía térmica o cinética del fluido en trabajo. Las turbinas de gas y las turbinas de vapor son maquinaria turbo térmica, donde el trabajo se genera a partir del cambio de entalpía del fluido de trabajo; i.mi. La energía potencial del fluido en forma de presión se convierte en energía mecánica.

La estructura básica de una turbina de flujo axial está diseñada para permitir un flujo continuo de fluido mientras se extrae la energía. En las turbinas térmicas, el fluido de trabajo a alta temperatura y una presión se dirige a través de una serie de rotores que consisten en cuchillas anguladas montadas en un disco giratorio unido al eje. Entre cada discos de rotor, se montan las cuchillas estacionarias, que actúan como boquillas y guía el flujo de fluido.

Las turbinas se clasifican utilizando muchos parámetros, y la división de impulso y reacción se basa en el método de convertir la energía de un fluido en energía mecánica. Una turbina de impulso genera energía mecánica completamente a partir del impulso del fluido cuando el impacto en las cuchillas del rotor. Una turbina de reacción usa el fluido de la boquilla para crear impulso en la rueda del estator.

Más sobre la turbina de impulso

Las turbinas de impulso convierten la energía del fluido en forma de presión cambiando la dirección del flujo del fluido cuando se afecta en las cuchillas del rotor. El cambio en el impulso da como resultado un impulso en las palas de la turbina y el rotor se mueve. El proceso se explica utilizando la segunda ley de Newtons.

En una turbina de impulso, la velocidad del fluido aumenta al pasar a través de una serie de boquillas antes de ser dirigida a las cuchillas del rotor. Las cuchillas del estator actúan como boquillas y aumentan la velocidad al reducir la presión. La corriente de fluido con mayor velocidad (impulso) luego impacta con las cuchillas del rotor, para transferir el impulso a las cuchillas del rotor. Durante estas etapas, las propiedades del fluido sufren cambios que son característicos para las turbinas de impulso. La caída de presión ocurre completamente en las boquillas (yo.e Los estatores), y la velocidad aumenta significativamente en los estatores y cae en los rotores. En esencia, las turbinas de impulso solo convierten la energía cinética del fluido, no la presión.

Las ruedas de Pelton y las turbinas de De Laval son ejemplos de las turbinas de impulso.

Más sobre la turbina de reacción

Las turbinas de reacción convierten la energía del fluido por la reacción en las palas del rotor, cuando el fluido sufre un cambio en el momento. Este proceso se puede comparar con la reacción en un cohete mediante el gas de escape del cohete. El proceso de las turbinas de reacción se explica mejor utilizando la segunda ley de Newton.

Una serie de boquillas aumenta la velocidad de la corriente de fluido en la etapa del estator. Esto crea una caída de presión y un aumento en la velocidad. Luego, la corriente de fluido se dirige a las cuchillas del rotor, que también actúan como boquillas. Esto reduce aún más la presión, pero la velocidad también disminuye como resultado de la transferencia de energía cinética a cuchillas del rotor. En las turbinas de reacción, no solo la energía cinética del fluido, sino también la energía en el fluido en forma de presión se convierte en energía mecánica del eje del rotor.

La turbina de Francis, la turbina de Kaplan y muchas de las turbinas de vapor modernas pertenecen a esta categoría.

En el diseño moderno de la turbina, los principios de operación se utilizan para generar una producción de energía óptima y la naturaleza de la turbina se expresa por el grado de reacción (λ) de la turbina. El parámetro es básicamente la relación entre la caída de presión en la etapa del rotor y la etapa del estator.

Λ = (cambio de entalpía en la etapa del rotor) / (cambio de entalpía en la etapa del estator)

¿Cuál es la diferencia entre la turbina de impulso y la turbina de reacción??

En una turbina de impulso, la caída de presión (entalpía) ocurre completamente en la etapa del estator, y en la presión de la turbina de reacción (entalpía) cae en etapas de rotor y estator. Si el fluido es compresible, (generalmente) el gas se expande en etapas de rotor y estator en turbinas de reacción.

Las turbinas de reacción tienen dos conjuntos de boquillas (en el estator y el rotor), mientras que las turbinas de impulso tienen boquillas solo en el estator.

En las turbinas de reacción, tanto la presión como la energía cinética se convierten en energía del eje mientras, en las turbinas de impulso, solo la energía cinética se usa para generar energía del eje.

La operación de la turbina de impulso se explica utilizando la tercera ley de Newton, y las turbinas de reacción se explican utilizando la segunda ley de Newton.