इंपल्स टर्बाइन बनाम रिएक्शन टर्बाइन
टरबाइन, टर्बो मशीनरी का एक वर्ग है जिसका उपयोग रोटर तंत्र के उपयोग द्वारा प्रवाहित द्रव में ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। टर्बाइन, सामान्य रूप से, द्रव की तापीय या गतिज ऊर्जा को कार्य में परिवर्तित करते हैं। गैस टर्बाइन और स्टीम टर्बाइन थर्मल टर्बो मशीनरी हैं, जहां काम करने वाले तरल पदार्थ के थैलेपी परिवर्तन से काम उत्पन्न होता है; यानी दबाव के रूप में द्रव की स्थितिज ऊर्जा यांत्रिक ऊर्जा में बदल जाती है।
एक अक्षीय प्रवाह टरबाइन की मूल संरचना को ऊर्जा निकालने के दौरान द्रव के निरंतर प्रवाह की अनुमति देने के लिए डिज़ाइन किया गया है।थर्मल टर्बाइन में, उच्च तापमान और दबाव पर काम कर रहे तरल पदार्थ को रोटर की एक श्रृंखला के माध्यम से निर्देशित किया जाता है जिसमें शाफ्ट से जुड़ी घूर्णन डिस्क पर लगे कोण वाले ब्लेड होते हैं। प्रत्येक रोटर डिस्क के बीच में, स्थिर ब्लेड लगे होते हैं, जो नोजल के रूप में कार्य करते हैं और द्रव प्रवाह को निर्देशित करते हैं।
टरबाइन को कई मापदंडों का उपयोग करके वर्गीकृत किया जाता है, और आवेग और प्रतिक्रिया विभाजन एक तरल पदार्थ की ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करने की विधि पर आधारित होता है। एक आवेग टरबाइन रोटर ब्लेड पर प्रभाव पड़ने पर द्रव के आवेग से पूरी तरह से यांत्रिक ऊर्जा उत्पन्न करता है। एक प्रतिक्रिया टरबाइन स्टेटर व्हील पर गति बनाने के लिए नोजल से तरल पदार्थ का उपयोग करती है।
आवेग टर्बाइन के बारे में अधिक
इंपल्स टर्बाइन रोटर ब्लेड पर प्रभाव पड़ने पर द्रव प्रवाह की दिशा बदलकर द्रव की ऊर्जा को दबाव के रूप में परिवर्तित करते हैं। संवेग में परिवर्तन के परिणामस्वरूप टर्बाइन ब्लेड पर एक आवेग उत्पन्न होता है और रोटर चलता है।न्यूटन के दूसरे नियम का उपयोग करके प्रक्रिया को समझाया गया है।
एक आवेग टरबाइन में, रोटर ब्लेड को निर्देशित करने से पहले नोजल की एक श्रृंखला से गुजरने से द्रव का वेग बढ़ जाता है। स्टेटर ब्लेड नोजल के रूप में कार्य करते हैं और दबाव को कम करके वेग बढ़ाते हैं। उच्च वेग (गति) के साथ द्रव धारा तब रोटर ब्लेड से प्रभावित होती है, जिससे रोटर ब्लेड में गति स्थानांतरित हो जाती है। इन चरणों के दौरान, द्रव गुणों में परिवर्तन होता है जो आवेग टर्बाइनों की विशेषता है। दबाव ड्रॉप पूरी तरह से नोजल (यानी स्टेटर) में होता है, और स्टेटर में वेग काफी बढ़ जाता है और रोटार में गिरता है। संक्षेप में, आवेग टर्बाइन केवल द्रव की गतिज ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं, दबाव को नहीं।
पेल्टन व्हील और डी लावल टर्बाइन आवेग टर्बाइन के उदाहरण हैं।
प्रतिक्रिया टर्बाइन के बारे में अधिक जानकारी
रिएक्शन टर्बाइन रोटर ब्लेड पर प्रतिक्रिया द्वारा द्रव की ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं, जब द्रव गति में परिवर्तन से गुजरता है।इस प्रक्रिया की तुलना रॉकेट की निकास गैस द्वारा रॉकेट पर होने वाली प्रतिक्रिया से की जा सकती है। न्यूटन के दूसरे नियम का उपयोग करके प्रतिक्रिया टर्बाइनों की प्रक्रिया को सबसे अच्छी तरह समझाया गया है।
नोजल की एक श्रृंखला स्टेटर चरण में द्रव धारा के वेग को बढ़ाती है। यह एक दबाव ड्रॉप और वेग में वृद्धि बनाता है। फिर द्रव प्रवाह रोटर ब्लेड को निर्देशित किया जाता है, जो नोजल के रूप में भी कार्य कर रहे हैं। यह दबाव को और कम करता है, लेकिन रोटर ब्लेड में गतिज ऊर्जा के हस्तांतरण के परिणामस्वरूप वेग भी कम हो जाता है। प्रतिक्रिया टर्बाइनों में, न केवल द्रव की गतिज ऊर्जा, बल्कि दबाव के रूप में द्रव में ऊर्जा भी रोटर शाफ्ट की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
फ्रांसिस टर्बाइन, कपलान टर्बाइन और कई आधुनिक स्टीम टर्बाइन इसी श्रेणी के हैं।
आधुनिक टरबाइन डिजाइन में, इष्टतम ऊर्जा उत्पादन उत्पन्न करने के लिए संचालन सिद्धांतों का उपयोग किया जाता है और टरबाइन की प्रकृति टरबाइन की प्रतिक्रिया की डिग्री (Λ) द्वारा व्यक्त की जाती है।पैरामीटर मूल रूप से रोटर चरण और स्टेटर चरण में दबाव ड्रॉप के बीच का अनुपात है।
Λ=(रोटर चरण में थैलेपी परिवर्तन) / (स्टेटर चरण में थैलेपी परिवर्तन)
इंपल्स टर्बाइन और रिएक्शन टर्बाइन में क्या अंतर है?
एक आवेग टरबाइन में, दबाव (एंथैल्पी) ड्रॉप पूरी तरह से स्टेटर चरण में होता है, और प्रतिक्रिया में टरबाइन दबाव (एंथैल्पी) रोटर और स्टेटर दोनों चरणों में गिरता है। {यदि द्रव संपीड़ित है, (आमतौर पर) गैस प्रतिक्रिया टर्बाइनों में रोटर और स्टेटर दोनों चरणों में फैलती है।}
रिएक्शन टर्बाइन में नोजल के दो सेट होते हैं (स्टेटर और रोटर में) जबकि इंपल्स टर्बाइन में केवल स्टेटर में नोजल होते हैं।
प्रतिक्रिया टर्बाइनों में, दबाव और गतिज ऊर्जा दोनों को शाफ्ट ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है, जबकि आवेग टर्बाइनों में, केवल गतिज ऊर्जा का उपयोग शाफ्ट ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है।
इंपल्स टर्बाइन के संचालन को न्यूटन के तीसरे नियम का उपयोग करके समझाया गया है, और प्रतिक्रिया टर्बाइनों को न्यूटन के दूसरे नियम का उपयोग करके समझाया गया है।
