טורבינת קיטור
הטורבינה הקיטור היא מנוע ראשוני נפוץ במחנות ייצור חשמל באמצעות קיטור. יכולת הטורבינה יכולה להיות בין 5 מגה-וואט ל-2000 מגה-וואט.
היתרונות של טורבינת קיטור מול מנוע דיזל הם כמפורט להלן.
גודל טורבינת קיטור הרבה יותר קטן מאשר גודל מנוע דיזל שקול. גודל טורבינת קיטור של 30 מגה-וואט זהה לגודל מנוע דיזל של 5 מגה-וואט.
בניה של טורבינת קיטור הרבה יותר פשוטה מאשר מנוע דיזל. הציר הרוטט, הסכינים, ולסת הבקרה של הקיטור הם שלושת המרכיבים החיוניים של טורבינת קיטור.
טורבינת קיטור סובלת מנדנדות פחות לעומת מנוע דיזל אם חלקיו הסיבוביים של המערכת מותקנים ומזויינים נכון.
מהירות טורבינת קיטור יכולה להיות הרבה יותר גבוהה מאשר מנוע דיזל. המהירות התקנית של טורבינת קיטור המשמשת בתחנת ייצור חשמל היא 3600 סיבוב לדקה בארצות הברית ו-3000 סיבוב לדקה בבריטניה, בעוד שהמהירות המקסימלית התקנית של מנוע דיזל לשימוש באותה מטרה היא 200 סיבוב לדקה.
שליטה על טורבינת קיטור הרבה יותר פשוטה מאשר שליטה על מנוע דיזל. מתג בקרה משמש למטרה זו. המתג מותקן בקווית הכניסה של הקיטור. המתג הזה מפקח על זרימת הקיטור לטורבינה. יש מתג עצירה אחד מותקן לפני מתג הבקרה. תפקיד המתג העצור הוא לחסום את כל זרימת הקיטור לטורבינה במקרה של חריגה. המתג העצור הוא מתג חירום.
הקיטור נכנס לטורבינה בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה. לאחר ביצוע העבודה הנדרשת לסיבוב הציר, הקיטור מתפזר בלחץ ובטמפרטורה הרבה יותר נמוכים. הקיטור עשוי להיכנס לטורבינה בלחץ ובטמפרטורה של 1800 פא ו-1000 מעלות פרנהייט בהתאמה, והלחץ והטמפרטורה של הקיטור המתפזר עשויים להיות 1 פא ו-100 מעלות פרנהייט בהתאמה.
עקרון פעולה של טורבינת קיטור
במנוע קיטור רקורסיבי, קיטור תחת לחץ פועל על האבץ וגורם לתנועה מכנית של האבץ. באופן אידיאלי, אין שימוש בפעולה דינמית של הקיטור במערכת רקורסיבית. אבל במקרה של טורבינת קיטור, הפעולה הדינמית של קיטור שנמתח לפתע משמשת בעיקר לביצוע עבודה מכנית.
בטורבינת קיטור, הקיטור במגפיים מתפשט ולכן הוא מקבל אנרגיה קינטית מאבד את הלחץ שלו. הקיטור מקבל אנרגיה קינטית במהלך ההתרחבות מהאנטלפיה הפנימית שלו. הסכינים של הטורבינה מפריעים למומנט של הקיטור ומאלצים אותו לשנות את כיוון הזרימה. במילים אחרות, המומנט של הקיטור גורם לכוח על סכיני הטורבינה. אפשר לומר שהמומנט של הקיטור הנמתח הוא הכוח המניע של טורבינת קיטור.
התרחבות הקיטור ושינוי כיוון המומנט יכולים לקרות פעם אחת בשלב יחיד או מספר פעמים בשלבים שונים בהתאם לסוג הטורבינה.
כאשר יש רק הזדמנות אחת להתרחבות הקיטור בטורבינה והלחץ של הקיטור נשאר אחיד לאורך התהליך לאחר שהוא מתפשט דרך המגפיים, הטורבינה נקראת טורבינת דחף בודדת. בטורבינת דחף, קיטור בעוצמה גבוהה ובטמפרטורה גבוהה שמתפזר מראש המגפיים מתפשט ויוצר זרם קיטור שמכה ישירות בסכינים הנעים, וגורמת לסיבוב ציר הטורבינה.
יש סוג אחר של טורבינה שבו הקיטור מתפשט לאורך כל התהליך. כאן, ההתרחבות של הקיטור מתרחשת כאשר הוא עובר דרך סכיני הטורבינה. במהלך ההתרחבות, האנטלפיה של הקיטור מתמרת לאנרגיה קינטית וכתוצאה מכך ציר הטורבינה מסתובב עם פעולה של פלט.
סוג זה של טורבינה מכונה טורבינת תגובה. בסוג זה של טורבינות, יש שתי קבוצות של סכינים. קבוצה אחת היא של סכינים קבועים המחוברים לחלקים הסטטיים של הטורבינה והקבוצה השנייה היא של סכינים ניידים המחוברים לציר הטורבינה. ההתרחבות של הקיטור מתרחשת בחלל שנוצר בין הסכינים הקבועים לסכינים הנעים.
בדרך כלל, טורבינה מעשית כוללת שני מרכיבים חשובים: מגפיים וסכינים. המגף הוא מכשיר המחובר לקו הכניסה של הקיטור לטורבינה. הקיטור בעוצמה גבוהה ובטמפרטורה גבוהה עם אנרגיה קינטית זניחה מתפשט, מאבד לחץ ומקבל אנרגיה קינטית מספקת לביצוע עבודה מכנית בעזרת המגפיים.
הסכינים של הטורבינות מכונים גם מפlectors. זה כי הקיטור הדינמי מתפזר כשהוא פוגע בסכינים. האנרגיה המכנית של הקיטור המתפשט מופקת בסכיני הטורבינה.
הצהרה: לכבד את המקור, מאמרים טובים ראויים לשתף, במקרה של הפרת זכויות יוצרים אנא צור קשר למחיקה.
