임펄스 터빈에 대해 알아야 할 사항

임펄스 터빈은 반응 터빈과 함께 수력 터빈으로 분류되는 가장 단순한 터빈 중 하나입니다. 이 터빈은 유체와 터빈 사이에서 에너지가 교환되는 방식에 따라 그룹화됩니다. 그들은 물 흐름의 위치 에너지와 운동 에너지를 기계적 일로 변환하기 위해 설치됩니다. 수력 발전소는 임펄스 터빈을 광범위하게 사용하며 물 펌핑에 사용할 수 있습니다.

오늘은 임펄스 터빈의 정의, 응용 프로그램, 기능, 구성 요소, 다이어그램, 유형 및 작동 원리를 알게 될 것입니다. 또한 다양한 응용 분야에서 이 임펄스 터빈의 장점과 단점을 알게 될 것입니다.

임펄스 터빈이란 무엇입니까?

임펄스 터빈은 유체의 운동 에너지를 사용하여 노즐을 통해 블레이드를 치는 장치입니다. 이 터빈에서 회전 기계 세트는 대기압에서 작동합니다. 높은 수두와 낮은 유량에 적합합니다. 임펄스 터빈은 속도 벡터의 변화에 ​​따라 작동합니다. 즉, 폭포 높이에 따른 물(또는 다른 유체 소스, 예:증기)의 위치 에너지가 하나 이상의 노즐에 의해 운동 에너지로 변환됩니다.

물이 고속으로 터빈 블레이드에 부딪치면 터빈이 회전하고 발전기에 연결된 샤프트가 전기를 생성할 수 있게 합니다. 따라서 높은 수두와 낮은 흐름 조건에서 에너지를 추출하는 데 적합합니다.

임펄스 터빈은 Pelton, Turgo 및 Cross-flow의 세 가지 유형이 있습니다. Pelton 및 Turgo 터빈의 구조는 매우 유사합니다. 그러나 직교류 터빈은 임펄스 터빈으로 분류되는 임펄스 터빈의 수정된 버전입니다. 이것은 수중 터빈이 아니라 대기압에서 러너의 회전 때문입니다.

임펄스 터빈의 응용

임펄스 터빈의 응용은 발전에 널리 사용됩니다. 사실, 세계 전력의 많은 부분이 터보 발전기에 의해 생성됩니다.

우주 왕복선 주 엔진은 터보 펌프(터빈 엔진으로 구동되는 펌프로 구성된 기계)를 사용하여 추진제(액체 산소 및 액체 수소)를 엔진 연소실로 공급했습니다.

수력 터빈은 수력 발전소에 사용됩니다. 그들은 작동 유체로 물을 사용합니다. 마지막으로

증기 터빈은 원자력 및 화력 발전소에서 사용됩니다. 물은 가열되어 증기를 형성한 다음 터빈을 통해 흘러 전기를 생산합니다.

참고 :임펄스 터빈의 주요 기능은 발전 및 물 펌핑입니다.

임펄스 터빈의 구성요소

다음은 임펄스 터빈의 주요 구성 요소와 기능입니다.

주자:

임펄스 터빈의 이 부분은 여러 개의 구부러진 블레이드가 부착된 원형 디스크와 같습니다. 중앙에는 러너와 마찬가지로 스테인리스 스틸로 만들어진 실린더 샤프트가 있습니다. 글쎄, 러너는 유량 헤드가 적을 때 주철로 만들 수 있습니다.

버킷:

버킷은 유체와 터빈 사이에서 에너지를 교환하기 위해 러너 주위에 장착된 숟가락 모양의 컵 세트와 같습니다. 고속의 유체는 노즐을 떠난 후 이 버킷에 충돌하여 터빈 블레이드가 회전하고 버킷의 외부 가장자리를 빠져 나옵니다. 터빈 설계는 충돌 각도와 비교하여 출구 중 유체 방향의 변화를 결정합니다. 가장 큰 운동량은 180도 각도에서 얻습니다.

노즐:

임펄스 터빈에서 노즐의 기능은 버킷을 치는 유체 흐름을 조정, 수정 및 분사하는 것입니다. 압력 변화를 일으키고 유동 수두가 운동 에너지로 변환되도록 하는 것은 이 터빈의 중요한 부분 중 하나입니다. 이 장치에서 창이라고 하는 부분은 물통에 도달하는 물의 양을 조절하는 데 사용됩니다. 이 노즐은 매우 단단하고 부식성 입자를 견딜 수 있는 텅스텐 카바이드로 설계되었습니다.

케이스:

임펄스 터빈의 케이싱은 터빈 위의 보호막 역할을 하여 물이 튀는 것을 방지합니다. 또한 댐의 구조적 무결성을 보호하기 위해 여분의 물을 위해 존재하는 방수로로 안내합니다. 일반적으로 이 부품은 주철로 생산됩니다.

펜스톡:

이 부품은 댐과 터빈의 저수지에서 물을 운반하는 파이프 및 채널로 수력 발전소에서 널리 사용됩니다. 물은 매우 높은 압력으로 흐릅니다. 펜스톡은 일반적으로 강철로 만들어집니다.

임펄스 터빈의 다이어그램:

임펄스 터빈의 종류

다음은 수력 발전소 및 작동에 사용되는 다양한 유형의 임펄스 터빈입니다.

펠튼:

Pelton 터빈에는 러너, 노즐 및 디플렉터와 같은 주요 구성 요소가 있습니다. 높은 물방울 높이에 사용됩니다. 하나 이상의 노즐(최대 6개)은 수두를 고속 흐름으로 변환하는 데 도움이 됩니다. 물의 흐름에 따라 물의 흐름량을 조절하여 터빈의 동력을 제어합니다.

이 시스템은 터빈의 원통형 러너 주위에 대칭으로 일련의 버킷이 있습니다. 이 버킷의 디자인과 모양으로 인해 워터 제트가 버킷의 중앙에 부딪혀 양쪽에서 나옵니다. 이 출구는 양동이에서 나오는 물이 다음 물에 닿지 않아 브레이크가 발생하는 방식으로 발생합니다. 터빈 휠의 축은 수직 또는 수평으로 장착할 수 있습니다. 고출력, 효율성 및 더 많은 노즐 수를 위해 휠 샤프트는 항상 수직이고 발전기는 터빈 위에 설치됩니다.

디플렉터는 러너와 노즐 사이에 있습니다. 터빈에서 갑자기 부하가 제거될 때 노즐에서 버킷으로 물이 분사되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이것은 회전 속도를 증가시킵니다. 마지막으로 창을 사용하여 물의 흐름을 막습니다.

Pelton 임펄스 터빈의 다이어그램:

터고:

turgo 유형의 임펄스 터빈은 Pelton의 것과 유사하게 작동합니다. 그들의 주요 차이점은 워터 제트가 버킷에 비스듬히(약 20도) 부딪힌다는 것입니다. 버킷의 모양이 복잡하고 제작이 더 어렵기 때문입니다. Turgo 터빈은 Pelton보다 비속도가 더 높습니다. 이러한 유형의 임펄스 터빈의 한 가지 이점은 동일한 출력에 대해 Pelton에 비해 더 큰 제트와 더 작은 기계 크기입니다. 소규모 수력 발전소는 이 터빈을 사용합니다.

Turgo 임펄스 터빈의 다이어그램:

교차 흐름:

이러한 유형의 터빈은 소규모 수력 발전소에서 자주 사용되는 임펄스 터빈을 개조한 것입니다. 임펄스 터빈과 마찬가지로 로터는 공기 중에서 회전하며 반응 터빈처럼 완전히 잠기지 않습니다. 이 터빈의 이점에는 광범위한 유속, 수두 및 그에 따른 전력에서의 작동이 포함됩니다. 또한 효율성을 절약하면서 흐름의 변화에 ​​잘 적응할 수 있습니다. 물의 흐름에 따라 터빈의 활성 부분을 조정할 수 있는 특수 제어 시스템이 있습니다.

직류 터빈의 다이어그램:

임펄스 터빈의 작동 원리

임펄스 터빈의 작동은 다양한 유형이 있기 때문에 다릅니다. 음, 다양한 유형을 설명하면서 작동 방식을 언급했습니다. 일반적으로 임펄스 터빈의 발전 과정에서 다음 단계를 수행해야 합니다.

• 저장된 물은 노즐로 전달될 Penstock을 통해 상류의 소스에서 흐릅니다.
• 노즐 내부의 물의 위치 에너지는 운동 에너지로 변환되어 블레이드 또는 버킷에 주입됩니다. 따라서 주자는 회전합니다.
• 러너에 주입되는 물의 흐름을 제어하는 ​​메커니즘이 있습니다. 창은 일반적으로 이 과정에서 중요한 역할을 합니다.
• 축에 부착된 발전기는 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.

임펄스 터빈 작동에 대해 자세히 알아보려면 아래 동영상을 시청하세요.

임펄스 터빈의 장점과 단점

장점:

다음은 다양한 응용 분야에서 임펄스 터빈의 이점입니다.

• 유지 관리가 간편합니다.
• 간단한 구성
• 높은 작업 효율성
• 대기압에서 작동 가능.
• 회전 속도가 빠릅니다.

단점:

임펄스 터빈의 장점에도 불구하고 여전히 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 다음은 다양한 응용 분야에서 임펄스 터빈의 단점입니다.

• 크기 때문에 많은 공간을 차지합니다.
• 설치 비용이 높습니다.
• 시간이 지날수록 작업 효율성이 떨어집니다.
• 고유량에는 적합하지 않습니다.
• 저방전에만 이상적입니다.
• 관리하기 힘든 높은 머리가 필요합니다.

결론

임펄스 터빈은 발전 및 물 펌핑을 위한 특수한 유형의 터빈입니다. Pelton, Turgo 및 교차 흐름을 포함한 세 가지 유형이 있습니다. 이것이 임펄스 터빈의 정의, 응용 프로그램, 기능, 구성 요소, 다이어그램 및 작동이 설명된 이 게시물의 전부입니다. 장점과 단점도 언급했습니다.

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