Turbine
Van Wikipedia
Een turbine is een turbomachine die de stromingsenergie van een fluïdum (vloeistof of gas) omzet in mechanische energie door middel van een roterend schoepensysteem. Deze mechanische energie kan gebruikt worden om een andere machine of een elektrische generator aan te drijven.
De naam turbine werd voorgesteld door Claude Burdin tijdens een ingenieurswedstrijd in 1828. Deze naam is afkomstig van het Latijnse turbinis, wat wervelstroom betekent.
Een eenvoudige turbine bestaat slechts uit een rotor met schoepen, die zorgen voor energieuitwisseling met de stroming. Vroege voorbeelden van tubines zijn windmolens en waterwielen.
Gasturbines, stoomturbines en waterturbines hebben meestal een behuizing rond de rotor. Deze behuizing zorgt ervoor dat de stroming in een geconctroleerde, optimale vorm stroomt. Zo kan men hogere efficiënties bekomen.
Het inverse equivalent van een turbine is een compressor. Compressoren worden in sommige gasturbines gebruikt en zijn er in 2 uitvoeringsvormen de radiale compressor en de axiale compressor,genoemd in naar de stroomrichting waarin het medium stroomt tijdens de compressie.
Inhoud |
[bewerk] Werkingsprincipe
Men kan onderscheid maken tussen actieturbines (ook wel impulsturbines genoemd) en reactieturbines (en gecombineerde types).
- Impulsturbines
- Deze turbines veranderen de richting van een hoge snelheidsstroming. De resulterende impuls doet de rotor draaien en vermindert de kinetische energie van de stroming. Er is geen drukverandering in het fluïdum wanneer het door de rotor stroomt. Vooraleer het fluïdum de rotor bereikt wordt druk omgezet in snelheid door het fluïdum door een nozzle te leiden. Voorbeelden van turbines gebaseerd op dit principe zijn de peltonturbine en de lavalturbine. Impulsturbines hebben geen drukbehuizing rond de rotor nodig aangezien het fluïdum via een nozzle wordt aangebracht. De tweede wet van Newton beschrijft de energietransfer voor een impulsturbines.
- Reactieturbines
- Deze turbines ontwikkelen koppel door te rageren op de druk of het gewicht van het fluïdum. De druk in het fluïdum veranderd wanneer het door de rotor passeeert. Een drukbehuizing is nodig. Voorbeelden van turbines gebaseerd op dit principe zijn francisturbines en de meeste stoomturbines. De derde wet van Newton beschrijft de energietransfer voor reactieturbines.
[bewerk] Constructie
Turbines vereisen grote nauwkeurigheid wat de onderdelen betreft (schoepvormen, afsluitingen). De gebruikte materialen moeten voldoen aan de extreme condities die optreden binnen de machine betreffende druk en temperatuur. Vele speciale legeringen zijn enkel ontwikkeld voor toepassingen in turbines. Gebruikte materialen zijn inconel, monel, nimonic, hasteloy. Deze materialen zijn moeilijk bewerkbaar wat de constructie van een turbine nog lastiger maakt. Maar dankzij deze materialen kan men werken op hogere temperaturen waardoor het rendement van de turbine verhoogd kan worden.
[bewerk] Soorten
- Hydraulische turbine (waterturbine)
- Gasturbine
- Stoomturbine
- Windturbine
