Utflöde radiell turbin
Radiell betyder att vätskan strömmar i radiell riktning som är antingen från inåt till utåt eller från utåt till inåt. Om vätskan strömmar från inåt till utåt kallas det utflödesradialturbin .
- I sådana turbiner kommer vattnet in i mitten av hjulet och strömmar sedan utåt (dvs mot hjulets yttre periferi).
- Här är styrmekanismen omgiven av löparen.
- I denna turbin är löparens innerdiameter inloppet och ytterdiametern är ett utlopp.
I radiell utflödesturbin expanderar vätskan i turbinen, vilket innebär att vätskan förstoras i rotorn. Den följer den organiska rankine-cykeln. Här är flödet radiellt utåt och det släpps ut i löparens periferi. Men här är hastigheten svår att kontrollera.
Komponenter i utflödesturbin
Huvudkomponenterna i reaktionsturbinen är:
- Spiralhölje: På detta spiralhölje är hela systemet eller hela enheten fäst.
- Styrskenor: Omvandlar tryckenergin till momentumenergi. Dessa finns inuti spiralhöljet. Här inträffar det första tryckfallet och därmed stiger motsvarande mängd kinetisk energi som sedan överförs till löparen. Och så börjar löparen att rotera.
- Löpare: Här verkar det radiella flödet på löparvingarna och får löparen att snurra. Löparen är kopplad till axeln som roterar med den och därmed kan denna användas för kraftproduktion.
- Draft Tube: Den är ansluten till turbinens utlopp som hjälper till att komma ut vatten från spiralhuset. Den används eftersom utloppstrycket blir mindre än atmosfärstrycket i turbinen och därmed blir det svårt för vätskan att ta sig ut från spiralhöljet. För att få den att gå ur svansloppet gör vi ett rör med divergerande tvärsnitt så att trycket kan öka på grund av ökningen i tvärsnittet minskar hastigheten och därmed ökar trycket så att vätskan kan lämna turbinen.
Jämförelse mellan inåtgående och utåtgående reaktionsturbin för radiellt flöde
| Inåtströmningsreaktionsturbin | Utgående reaktionsturbin |
|---|---|
| Vatten kommer in vid löparens yttre periferi och strömmar radiellt inåt mot mitten, så flödet är radiellt inåt mot mitten | Här är flödet radiellt utåt och vätskan släpps ut vid löparens yttre periferi |
| Centrifugalhuvud h= (u2^2 -u1^2 )/2g men u2 | Centrifugalhöjd h= (u2^2 -u1^2 )/2g men u2>u1 vilket betyder att centrifugalhuvudet som tillförs vätska under flödet genom löparen är positivt. |
| Enkel och effektiv hastighetskontroll. | Svårt att kontrollera hastigheten. |
| Urladdningen är konstant. | Utsläppen ökar. |
| Används i medium och högt huvud. | Används i litet huvud och praktiskt taget mycket låg i användning. |
Fördelar
Några av fördelarna med radiell utflödesturbin är:
- Konfigurationen av en radiell flödesturbin är mycket enkel, den ser faktiskt väldigt ut som en centrifugalkompressor.
- Radialflödesturbiner är mycket robusta maskiner och de är lätta att konfigurera. Som ett resultat av det övervägdes de verkligen för tillämpningen före axialturbin.
- Precis som centrifugalkompressorer; radiella turbiner har mycket hög energiutvinningsförmåga i ett enda steg.
Så radiellflödesturbinerna är verkligen den mer föredragna formen av energiutvinning än till och med jämfört med axialflödesturbiner, särskilt i små motorer. Radialflödesturbinrotorn använder inte aerofoilsektioner, som ett resultat av vilket rotorn på radialflödesturbinen har en form som mycket liknar en centrifugalkompressor och den använder 3D-form för energiutvinning. Denna 3D-form har blivit ett stort intresse för modern forskning.
- Al Jubori, AM, Al-Dadah, RK, Mahmoud, S., & Daabo, A. (2017). Modellering och parametrisk analys av småskaliga axiella och radiella utflödesturbiner för Organic Rankine Cycle-applikationer. Applied energy, 190, 981-996.
- Erwin, JR (1969). US-patent nr 3,465,518. Washington, DC: US Patent and Trademark Office.
- Turnquist, NA, Willey, LD, & Wolfe, CE (2002). US-patent nr 6,439,844. Washington, DC: US Patent and Trademark Office.
- Pini, M., Persico, G., Casati, E., & Dossena, V. (2013). Preliminär design av en centrifugalturbin för applikationer med organiska rankinecykler. Journal of Engineering for Gasturbines and Power, 135(4), 042312.
- Childs, D. (1993). Turbomaskineri rotordynamik: fenomen, modellering och analys. John Wiley & Sons.
- Hiett, GF, & Johnston, IH (1963, juni). Artikel 7: Experiment rörande aerodynamisk prestanda hos radiella turbiner med inåtströmning. I Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Conference Proceedings (Vol. 178, No. 9, s. 28-42). Sage Storbritannien: London, England: SAGE Publications.
- Rodgers, C. & Geiser, R. (1987). Prestanda hos en högeffektiv radiell/axiell turbin.