了解反作用涡轮机

作为水力发电厂中使用的一种特殊类型的涡轮机，反应式涡轮机在世界各地用于发电。据估计，水力发电厂中使用的涡轮机中约有 60% 是反作用涡轮机，但仍与脉冲涡轮机竞争。反作用涡轮机由成排的固定叶片和成排的动叶片构成。这些固定叶片充当喷嘴，而动叶片由于接收到的蒸汽脉冲（由动量变化引起）而移动。此外，由于蒸汽相对于它们的膨胀和加速，仍然充当喷嘴。这将进一步解释，坚持我！

今天，您将了解反作用涡轮机的定义、应用、功能、组件、图表、类型和工作原理。您还将了解这种反作用涡轮机的优缺点。

什么是反作用涡轮机？

反作用涡轮机与牛顿第三运动定律（作用和反作用相等且相反）一起工作。该系统会根据流体的压力和重量产生扭矩。在其工作中，水首先撞击固定叶片，然后撞击喷嘴。

在反作用涡轮机中，由于压力和速度产生的水势能和动能之和分别导致涡轮叶片旋转。该涡轮机的整个主体浸入水中，水压的变化与水的动能一起引起能量交换。反作用式涡轮机的应用通常比脉冲式涡轮机的水头更低，流量更高。

涡轮叶片或叶轮叶片被设计成当水像翼型一样流过它时能够在一侧产生力。在飞机中，机翼产生的力是其升力的原因。同样，在这里，力会导致叶片旋转。

不同类型的反作用涡轮机有其各自理想的运行条件。例如，

• 在可以获得低排放率和高扬程 (80-1600m) 的情况下，首选佩尔顿涡轮机。
• Kaplan 涡轮机需要高排放率以及低或中等水头（2-70m）。
• 弗朗西斯涡轮在中等流量和中等扬程上工作。弗朗西斯涡轮机是脉冲和反作用涡轮机的组合。

混流式涡轮机是使用最广泛的涡轮机，因为它们提供最高的效率并且还可以在广泛的运行条件下工作。

反作用涡轮机的应用

反作用涡轮机的各种应用包括：

• 风力发电机发电。
• 还用于水力发电厂的发电。
• 反应涡轮机用于通过低可用水头和高速度获得最大功率输出。

注意 :反作用涡轮机的主要功能是发电。

反作用涡轮的组件

以下是反作用涡轮机的主要部件及其作用。

螺旋套管：

反作用涡轮机的这些部件具有沿圆周均匀减小的横截面积。这种减小的横截面积确保了撞击转轮叶片的水的均匀速度。水从套管的起始处流入转轮叶片的开口处，导致压力随着套管的流动而降低。沿其圆周减小其横截面积以使压力均匀，因此，冲击转子叶片的动量或速度均匀。

导向叶片：

导向叶片安装在螺旋壳内，以确保冲击转轮叶片的水流方向沿涡轮轴的长度方向。否则，当流动通过螺旋外壳时，流动将高度旋转，使其效率不足以旋转转轮叶片。在现代涡轮机中，这些导叶的角度是可调的，从而使水流量可调。

转轮叶片：

转轮叶片是反作用涡轮机的重要部件。事实上，它被认为是反作用涡轮机的心脏。转轮叶片的形状利用水的压力能来运行涡轮机。它们的设计非常重要，在决定涡轮机的效率方面起着重要作用。在现代版本中，这些叶片可以绕它们的轴倾斜，因此作用在它们上的压力会根据负载和可用压力而变化。

草稿管：

引流管将流道出口连接到尾水道，沿其长度具有增加的横截面积。从转轮叶片流出的水的压力相当低，其扩大的横截面积在流向尾水道时恢复了压力。

反作用涡轮示意图：

反作用涡轮的类型

以下是各种类型的反作用涡轮机

螺旋桨涡轮机：

螺旋桨类型的反作用涡轮机通常具有 3 到 6 个叶片的流动路径，水与所有叶片持续接触。螺旋桨涡轮机只能安装在负载和高度恒定的地方。它的能效曲线在部分负载下非常峰值。这意味着系统性能不佳。

Kaplan 涡轮机可以通过在工作期间适当调整叶片，在各种负载条件下实现高效率水平。这是因为叶片角度可以调整到所需的功率。

弗朗西斯涡轮机：

这些类型的反作用涡轮机是螺旋桨涡轮机的改进版本，因为水径向和轴向流入转轮。在其工作中，流道一般设置在带有内部可调影响叶片的螺旋外壳内。

这些类型的反作用涡轮机的转子具有九个或更多固定叶片。水直接从跑步者的上方和周围开始，然后落下并转动。

重力涡轮机：

这些反作用涡轮机类型将重力转换为旋转力。因此，在其工作过程中，重力的动能转化为电能。

灯泡涡轮机：

灯泡涡轮机类型是螺旋桨涡轮机的变体。灯泡涡轮发电机被封闭并密封在位于管道中心的流线型防水钢外壳中。该发电机通过阀门下游端的可变螺距螺旋桨驱动。水进出系统的方向几乎没有变化或很少。它的紧凑性为动力装置设计提供了更大的灵活性。

Straflo 涡轮机：

这些反作用涡轮机类型是带有固定叶片的轴流式涡轮机。它的发电机位于水道外，直接与水轮机转轮相连。

管式涡轮机：

在这种反作用涡轮机中，压力管路在流道前后不久弯曲，从而可以直接连接到发电机。

反作用涡轮的工作原理

反作用涡轮机的工作不太复杂，很容易理解。在它的工作中，一个转子包含释放高压水的移动喷嘴。当水离开喷嘴时，它们会受到一个反作用力，使转子以非常高的速度旋转。此外，在转轮叶片上移动的流体会产生反作用力。转轮叶片上产生的反作用力使转轮旋转。流体经过转轮叶片后进入尾流管，最后进入越野赛。

观看下面的视频，了解更多关于反应涡轮工作的信息：

反应式涡轮机的优缺点

优点：

以下是反应式涡轮机在各种应用中的优势：

• 液压效率高。
• 工作速度快。
• 设计不那么复杂。
• 刀片效率高。
• 需要更少的空间。
• 使用无油排气系统。
• 体积小巧。
• 能够使用高温高压。

缺点：

尽管反作用涡轮机具有良好的优势，但仍然存在一些限制。以下是反应式涡轮机在各种应用中的缺点。

• 需要大量维护
• 发生气蚀问题。
• 维护成本高。
• 产生推力。
• 没有对称的刀片。

结论

反作用涡轮机与牛顿第三运动定律（作用和反作用相等且相反）一起工作。该系统会根据流体的压力和重量产生扭矩。在它的工作中，水首先撞击固定叶片，然后撞击喷嘴。这就是这篇文章的全部内容，我在其中讨论了反作用涡轮机的定义、功能、应用、组件、图表、类型和工作。这种反应式涡轮机的优缺点。

我希望你从这篇文章中得到很多，如果是的话，请与其他学生分享。感谢阅读，我们下期再见！