关于涡轮你需要知道的事情

考虑到工作流体如何转化为有用的机械能和/或电能，您应该想到涡轮机。它被称为涡轮机，包含一个称为转子组件的运动部件。该装置应用广泛，包括汽车、航空航天、发电机、燃气轮机等。

今天您将了解涡轮机的定义、应用、功能、部件、分类、类型、工作方式以及优缺点。

什么是涡轮机？

涡轮机是一种旋转机械装置，它从流体流中提取能量并将其转换为有用的机械能和电能。这意味着涡轮机产生的功可以与发电机结合用于发电。

在该系统中，有一组安装在转子上的叶片，用于从移动的流体中提取能量。因此，涡轮机可以比彼此更高效和有效，因为那里有不同的类型。好吧，涡轮叶片的设计对其效率有很多话要说。这就是为什么不同的应用需要不同的设计。

此外，涡轮机也可以被视为一种利用流体（如空气、水、蒸汽甚至燃烧气体）的动能的设备。产生的能量随后转化为设备本身的旋转运动，进一步用于产生能量。

涡轮机一词于 1822 年由法国采矿工程师克劳德·伯丁（Claude Burdin）引入。在希腊语中，它的意思是“漩涡”或“旋转”。蒸汽轮机的发明归功于盎格鲁-爱尔兰工程师查尔斯·帕森斯爵士 (Sir Charles Parsons, 1854 – 1931) 创造了一个反应式涡轮机。从 1845 年到 1913 年，瑞典工程师 Gustaf de Laval 发明了脉冲涡轮机。如今，蒸汽轮机设计为在同一单元中同时使用反作用力和冲量，通常从叶根到其周边改变反作用力和冲量的程度。

涡轮机的应用

涡轮机的应用广泛用于发电。事实上，世界上很大一部分电力是由涡轮发电机产生的。

涡轮机用于陆地、海上和空中的燃气涡轮发动机。

内燃活塞发动机利用涡轮增压器来提高发动机效率和速度。

涡轮膨胀机用于工业过程中的制冷。

航天飞机的主发动机使用涡轮泵（一种由涡轮发动机驱动的泵组成的机器）将推进剂（液氧和液氢）送入发动机的燃烧室。

涡轮机的应用在热机中也很常见，因为它们在高输出时具有高效率。燃气轮机因其灵活性而经常用于热机。

燃气轮机的具体应用之一是喷气发动机。

通过将风中的动能转化为机械能来运行的风力涡轮机用于通过旋转发电机来发电。涡轮机可以是陆上的，也可以是海上的。

水轮机用于水力发电厂。他们使用水作为他们的工作流体。最后，

汽轮机用于核电厂和热电厂。水被加热形成蒸汽，然后流过涡轮机发电。

注意 :涡轮机的主要功能是发电。

涡轮组件

因为那里有不同类型的涡轮机，所以它们的组件会有所不同。例如，Kaplan 涡轮机使用由起动机、转子、轴、小门和叶片组成的发电机。横流式是一种改进的脉冲涡轮机，其组件包括转轮、叶片、水流部分和分配器。最后，冲击式涡轮机部件包括叶轮（转轮）、喷嘴、矛、矛杆、入口、导流板、动叶和排放口。所有这些涡轮机部件将在下面连同它们的图表一起解释。只要坚持我！

水轮机示意图：

涡轮机的分类和类型

以下是涡轮机的分类，用于确定其类型。

根据水和机器之间的能量交换进行分类。

这就是流体流动在涡轮叶片上的反应方式，从而导致水轮机。它可以分为两种；脉冲和反作用涡轮机。

脉冲涡轮机：

已知脉冲涡轮机的轮子由通过喷嘴或其他方式撞击涡轮机叶片的流体的动能驱动。在这些类型的涡轮机中，一组旋转机械由大气压操作。脉冲涡轮适用于高扬程和低流量。

脉冲涡轮机的三种类型是佩尔顿式、涡轮式和横流式。虽然，Pelton 和 Turgo 涡轮机的结构相似。然而，横流式涡轮机是一种改进型的脉冲式涡轮机，但仅被归类为脉冲式涡轮机。这是由于转轮在大气压下的旋转。

反应涡轮机：

反应类型的涡轮机由于水的势能和动能的总和而运行。这是由于压力和速度，分别导致涡轮叶片旋转。在这些类型的涡轮机中，整个涡轮机都浸入水中。它随着水的动能而改变水压，从而导致电力交换。这些涡轮机的应用通常比脉冲涡轮机具有更低的扬程和更高的流量。常见的反作用涡轮机类型有弗朗西斯、卡普兰和德里亚兹。

基于流体直接通过机器

基于直接通过机器的流体的涡轮机类型分类是通过涡轮机的水通道。分为四类：

径向流涡轮：

在径向流式涡轮机中，转轮中的流动径向移动。这种涡轮机分为两种类型：向内径向流和向外径向流。混流式涡轮机是径向流涡轮机的一个很好的例子。

向内径流式涡轮 – 水通过压力水管进入涡轮机壳，并通过固定导叶到达转子，然后从那里排出。因此，内径和外径分别作为出口和入口。

切向或外围流涡轮：

在这些类型的涡轮机中，水以与转轮相切的方向流动。冲击式水轮机属于这一类。

轴流涡轮：

在这些类型的涡轮机中，流体平行于涡轮轴（涡轮轴）流动。卡普兰是一种类型。

混流涡轮机：

在该涡轮机中，气流径向进入并轴向离开。现代弗朗西斯涡轮机以该功能而闻名。

不同类型的涡轮机基于液压工作范围。

这些水轮机类型分为三类：

低水头涡轮：

当水轮机在水头小于 45 米的范围内运行时，它被归类为低水头。 Kaplan 涡轮机就是其中一种类型。如果水头小于3米，则认为是超低水头。

中型涡轮：

在这种类型中，45到250米的水头的工作范围被认为是中等水头。混流式涡轮机在这样的条件下运行。

高水头涡轮机：

这些涡轮机的航向超过 250 米。佩尔顿水轮机就是一个很好的例子。

基于特定速度的涡轮机分类和类型

涡轮机的比转速用 Ns 表示。它被定义为具有几何相似性的涡轮机的速度，该涡轮机在主机单元下产生一个功率单位。根据这个参数，水轮机分为三类：

低比转速涡轮：

低比转速涡轮机的值介于 1 和 10 之间。脉冲类型的涡轮机在此范围内运行。例如，冲击式水轮机通常以 4 的特定速度运行。

中比转速涡轮：

这些类型的涡轮机在 10 到 100 的特定速度范围内运行。弗朗西斯型在这个比率下工作。

高比转速涡轮：

高比速度高于 100，这就是 Kaplan 涡轮机的工作原理。

涡轮机的工作

涡轮机的工作非常简单易懂。尽管它们的工作方式可能因涡轮机的类型而异。在这篇文章中，我将解释燃气轮机。

在燃气轮机中，压缩空气被加热并与一些燃料混合。混合物点燃并迅速膨胀。这种膨胀的空气进入涡轮机，使其旋转。由于压缩空气，高海拔不会影响涡轮机的效率。这就是为什么它们非常适合飞机。见下图：

观看下面的视频，了解有关燃气轮机工作的更多信息：

结论

涡轮机被解释为一种从工作流体中提取能量并转化为有用能量的旋转机械装置。这就是我们给出涡轮机的定义、应用、功能、组件、图表、类型和工作的帖子的全部内容。

我希望你能从这篇文章中得到很多，如果是的话，请与其他学生分享。谢谢阅读。下次见！