Una turbina de vapor del es un dispositivo mecánico que extrae la energía termal del vapor a presión, y lo convierte en trabajo mecánico útil. Ha substituido casi totalmente el que intercambiaba el motor de vapor del pistón, sobre todo debido a su eficacia termal del mayor y un cociente más alto del Energía-a-peso. También, porque la turbina genera el movimiento rotatorio, algo que requiriendo un mecanismo del acoplamiento convertir el intercambio al movimiento rotatorio, se adapta particularmente para el uso que conduce un &mdash eléctrico del generador ; el cerca de 86% de toda la generación eléctrica en el mundo está por medio de las turbinas de vapor. La turbina de vapor es una forma de motor de calor que derive mucha de su mejora en la eficacia termodinámica del uso de etapas múltiples en la extensión del vapor, en comparación con la una etapa en el motor del vatio, que da lugar a un acercamiento más cercano al proceso reversible ideal. La propulsión de marina es quizás la única industria para emplear el que invierte las turbinas de vapor de .

Historia

El primer dispositivo que se puede clasificar como turbina de vapor era poco más que un juguete, el clásico eolipila, creado en el 1r siglo por el héroe de Alexandría en el Egipto romano . El motor de vapor de la garza también fue utilizado para abrir puertas del templo y así que era el primer uso mecánico de la energía de vapor. Esto era un logro importante casi 1000 años antes de la Revolución industrial . Otra turbina de vapor con usos prácticos fue inventada mucho más adelante en 1551 por el al-Dinar de Taqi en el otomano Egipto, que lo describió como motor para girar una escupida . Otro más dispositivo de la turbina de vapor fue creado por el italiano Juan Branca en 1629. Estos dispositivos tempranos, sin embargo, eran muy diferentes de la turbina de vapor moderna, inventada en 1884 por el ingeniero inglés, los párrocos de Charles A., cuyo primer modelo fue conectado con un dínamo que generó 7.5 kilovatios de electricidad. Su patente fue autorizada y la turbina fue aumentada proporcionalmente poco después por un americano, George Westinghouse . La turbina de los párrocos resultó ser relativamente fácil de aumentar proporcionalmente. Dentro del curso de la vida de los párrocos la capacidad de producción de una unidad fue aumentada en un factor de cerca de 10.

Un número de otras variaciones de las turbinas fueron desarrolladas que funcionaron eficazmente con vapor. La turbina de Laval (inventado por el Gustavo de Laval ) pone etapas medias de los inyectores convergentes s-divergente para extraer más energía del vapor.

La turbina de vapor moderna ha substituido casi totalmente el que intercambiaba el motor de vapor del pistón (inventado por el Thomas Newcomen y mejorado grandemente por el vatio de James), sobre todo debido a su eficacia termal del mayor y un cociente más alto del Energía-a-peso. Además, la turbina tiene solamente una pieza móvil comparada a un motor de pistón, que puede tener docenas o aún centenares.

Tipos

Las turbinas de vapor se hacen en una variedad de tamaños que se extienden de las unidades raras de 1 caballo de fuerza (0.75 kilovatios) usadas como impulsiones mecánicas para las bombas, los compresores y el otro equipo conducido eje, a 2.000 turbinas de los caballos de fuerza (1.000 kilovatios) usadas para generar electricidad. Hay varias clasificaciones para las turbinas de vapor modernas. Una turbina se puede clasificar con varios descriptores, por ejemplo: un tipo turbina del impulso puede ser una unidad noncondensing con dos etapas de invertir elementos, cruz-compuestas con una turbina de reacción de baja presión.

Turbinas de impulso

Una turbina de impulso ha fijado los inyectores que orientan el flujo del vapor en los jets de alta velocidad. Estos jets contienen la energía cinética significativo, que las láminas de rotor, formadas como los cubos, convierten en la rotación del eje mientras que el chorro de vapor cambia la dirección. Una gota de presión ocurre en el inyector. La presión es igual cuando el vapor entra en la lámina mientras que sale de la lámina. Pues el vapor atraviesa el inyector, su presión baja de la presión del pecho de vapor a la presión del condensador (o a la presión de la atmósfera). Debido a este cociente relativamente más alto de la extensión del vapor en el inyector, el vapor deja el inyector con una velocidad muy alta. En el específico una temperatura y el vapor de la presión tiene ciertas características físicas. La cantidad determinada de calor o la energía termal contenida dentro del vapor con un aumento de la temperatura o ejerce presión sobre los aumentos contenidos de la energía también o viceversa. El flujo de vapor a través de un canal tal como un inyector reduce su energía termal, no obstante esta disminución de la energía termal es equivalente al aumento de la energía cinética. La energía termal se convierte de termal a cinético haciendo el vapor fluir de la alta presión, es decir el pecho de vapor, el bloque del inyector, etc… a un área de la presión baja, es decir el armazón de turbina. El vapor que sale de las láminas móviles todavía conserva una porción grande de la velocidad que tenía después de dejar el inyector. La pérdida de energía debido a esta velocidad más alta de la salida comúnmente se llama el " transportar el velocity" o " dejar loss." En turbinas de impulso, la extensión del vapor sucede solamente en los inyectores.

Los tipos de turbinas de impulso son:
Turbina de Banki
Turbina de Girard
Turbina de Pelton
Turbina de Turgo

Turbinas de reacción

En una turbina de reacción las láminas de rotor ellos mismos se arreglan para formar inyectores convergentes. Este tipo de turbina hace uso de la fuerza de reacción producida como el vapor acelera a través de los inyectores formados por el rotor. El vapor es dirigido sobre el rotor por las paletas fijas del estator . Deja el estator como jet que llene la circunferencia entera del rotor. El vapor después cambia la dirección y aumenta su velocidad concerniente a la velocidad de las láminas. Una gota de presión ocurre a través del estator y del rotor, con el vapor que acelera a través del estator y decelerando a través del rotor, sin el cambio neto en velocidad del vapor a través de la etapa pero con una disminución de la presión y de la temperatura, reflejando el trabajo realizado en la conducción del rotor. Estos tipos de turbinas crean granes cantidades de empuje axial, por lo tanto, los cojinetes de empuje anti- de la fricción se utilizan.

Las turbinas de reacción son:
Turbina de Fourneyron
Turbina de Francisco
Turbina de Thompson
Turbina de Kaplan
Turbina del propulsor

Arreglos de la trayectoria del vapor

Los tipos de turbinas de vapor incluyen la condensación, noncondensing, el recalentamiento, la extracción y la inducción. Las turbinas Noncondensing o de la contrapresión son las más ampliamente utilizadas para los usos de proceso del vapor. La presión del extractor es controlada por una válvula de regulación para adaptarse a las necesidades de la presión de proceso del vapor. Éstos se encuentran comúnmente en las refinerías, las unidades de la calefacción urbana, la pulpa y las plantas de papel, y las instalaciones de la desalación donde están disponibles las granes cantidades de vapor del proceso de la presión baja.
Las turbinas de condensación del

se encuentran lo más comúnmente posible en centrales nucleares eléctricas de las centrales eléctricas especialmente. Vapor de escape de estas turbinas en un estado parcialmente condensado, típicamente de una calidad cerca del 90%, en una presión bien debajo de atmosférico a un condensador . Estas turbinas son algo raras en la industria de energía porque el agua de condensación en las etapas pasadas de la turbina requiere materiales más costosos; si no la corrosión de las láminas se convierte en un problema grave. Son, sin embargo, mismo campo común en el sector de la energía atómica por varias razones.
Las turbinas del recalentamiento del

también se utilizan casi exclusivamente en plantas de la corriente eléctrica. En una turbina del recalentamiento, se agrega el flujo del vapor sale de una sección de alta presión de la turbina y se vuelve a la caldera cuando sea adicional sobrecalienta. El vapor después va nuevamente dentro de una sección intermedia de la presión de la turbina y continúa su extensión.

Extrayendo las turbinas ser común en muchos usos, particularmente en ciertos sectores industriales tales como fabricación de papel que requieran el vapor en una ciertas presión y temperatura. En una turbina de extracción, el vapor se toma de un punto de la turbina que tiene la temperatura y la presión deseadas, y se utiliza para las necesidades del proceso industrial o se envía a los calentadores del agua de alimentación de la caldera. Los flujos de la extracción se pueden controlar con una válvula, o se fueron incontrolado. Una válvula unidireccional está situada siempre en la tubería de la extracción. En caso de parada emergency de la turbina, la presión de la línea de la extracción puede hacer girar la turbina al revés si no comprobada con una válvula tan unidireccional.
Las turbinas que cruzaban del

fueron utilizadas en los diseños de la marina de guerra de los E. de los años 50 y del 60s. Estas turbinas tenían estacionamiento que fue diseñado para las velocidades lentas y medias, con las etapas adicionales contra la corriente que fueron utilizadas solamente para las operaciones de alta velocidad. En la operación que cruzaba normal las etapas por aguas arriba del impulso fueron puenteadas.

Invirtiendo las turbinas se equipan de uno o más etapas de las láminas que se hacen frente en la dirección opuesta del perfilado principal. Un arreglo de la válvula permite para que abrea la línea de vapor principal sea cerrada a las láminas delanteras y en los elementos de lámina de inversión. Estas láminas de inversión se montan en el mismo eje que los elementos delanteros. Las láminas de inversión comparten normalmente el mismo condensador . las operaciones de inversión, los elementos de lámina delanteros están haciendo girar al revés en vapor caliente. Este incurrs una pérdida grande de la eficacia conocida como pérdida del huelgo del . Este vapor es relativamente estancado y las láminas delanteras pueden recalentarse durante la operación extendida. Antes del desarrollo de invertir las turbinas, las naves de la turbina de vapor no podían propulsarse en revés. Invirtiendo el vapor las turbinas eran una vez comunes en la industria de marina, aunque su uso haya disminuido con la subida del motor diesel y de impulsión eléctrica.

Las turbinas de la inducción introducen el vapor de presión baja en una etapa intermedia para producir energía adicional.

Arreglos de la cubierta o del eje

Estos arreglos incluyen la sola cubierta, las turbinas compuestas compuestas y cruzadas en tándem. La sola cubierta es el arreglo más básico donde una solos cubierta y eje se juntan a una carga. Se utiliza el composición en tándem donde dos o más cubiertas se juntan directo juntas para conducir una sola carga en un eje. Un arreglo compuesto cruzado de la turbina ofrece dos o más ejes que conducen dos o más cargas que pueden funcionar a diversas velocidades. Las cajas de engranajes también se han desarrollado para entrar los ejes múltiples de los arreglos compuestos cruzados y para hacer salir un solo eje.

Teoría de operación y el diseño

Una turbina de vapor ideal se considera ser un proceso isentrópico, o el proceso constante de la entropía, en el cual la entropía del vapor que entra en la turbina es igual a la entropía del vapor que sale de la turbina. No hay turbina de vapor verdad isentrópica, sin embargo, con las eficacias isentrópicas típicas extendiéndose a partir de la 20%-95% basada en el uso de la turbina. El interior de una turbina abarca varios sistemas de láminas, designados comúnmente los cubos. Un sistema de láminas inmóviles está conectado con la cubierta y un sistema de láminas giratorias está conectado con el eje. El intermesh de los sistemas con ciertas separaciones mínimas, con el tamaño y la configuración de los sistemas que varían para explotar eficientemente la extensión del vapor en cada etapa.

Operación y mantenimiento

Al calentar una turbina de vapor para el uso, las válvulas de parada principales del vapor (después de que la caldera) tienen una línea de puente para permitir que el vapor sobrecalentado puentee lentamente la válvula y proceda a calentar para arriba las líneas en el sistema junto con la turbina de vapor. También un engranaje de torneado se dedica cuando no hay vapor a la turbina para girar lentamente la turbina para asegurar incluso la calefacción para prevenir la inclinación desigual de la extensión y del rotor. Después primero de girar la turbina por el engranaje de torneado, dando un plazo de la hora para que el rotor asuma un plano recto (ninguna inclinación), entonces el engranaje de torneado se desune y el vapor se admite a la turbina. Para la mayoría de las turbinas de vapor para uso general e industriales, una carta que comienza y cargada se incluye en el manual de la instrucción de la unidad. La carta que comienza y cargada se utiliza para dirigir a operadores de la turbina en la carga de sus unidades a fin de reducir al mínimo el rotor y descascar tensiones termales, pero también reduce al mínimo las ocasiones del rotor que calienta más rápidamente que la cáscara, creando una condición larga del rotor. Al encender una turbina de vapor del a bordo (unidad marina), el vapor se admite normalmente hacia atrás a las láminas situadas en la turbina del LP, y entonces a continuación a las láminas que giran lentamente la turbina en 10 a 15 revoluciones por el minuto (RPM) para calentar lentamente la turbina.

Los problemas con las turbinas son raros y los requisitos de mantenimiento son relativamente pequeños. Cualquier desequilibrio del rotor puede llevar a la vibración, que en casos extremos puede llevar a dejar de la lámina pasa y a la perforación derecho a través de la cubierta. También, es esencial que la turbina esté dada vuelta con vapor seco. Si el agua consigue en el vapor y se arruina sobre el choque rápido de las láminas (remanente de la humedad) y la erosión de las láminas puede ocurrir, posiblemente llevando al desequilibrio y a la falta catastrófica. También, el agua que entra en las láminas dará lugar probablemente a la destrucción del cojinete de empuje para el eje de la turbina. Para prevenir esto, junto con controles y bafles en las calderas para asegurar el vapor de la alta calidad, los drenes condensados están instalados en el vapor que instala tubos llevar a la turbina.

Regulación de la velocidad

El control de una turbina con un gobernador es esencial, pues las turbinas necesitan ser funcionadas con encima de lentamente para prevenir daño. Algunos usos, tales como la generación de la electricidad, requieren control de velocidad exacto. La aceleración incontrolada del rotor de turbina puede llevar a un viaje de la velocidad excesiva, que causa las válvulas del inyector que controlan el flujo de vapor a la turbina al cierre. Si esto falla, la turbina puede continuar acelerando hasta que se rompa aparte, a menudo espectacular. Las turbinas son costosas hacer, requiriendo los materiales de la fabricación de la precisión y de la alta calidad.

Impulsión directa

Turbinas de vapor grandes del uso de las estaciones de la corriente eléctrica que conducen los generadores eléctricos para producir la mayor parte de la electricidad del mundo. Estas estaciones centralizadas incluyen el combustible fósil, el nuclear, el geotérmico, el eléctrico termal solar y las centrales eléctricas de la biomasa . Las turbinas usadas para la generación de energía eléctrica se juntan lo más a menudo posible directo a sus generadores. Pues los generadores deben girar a las velocidades síncronas constantes según la frecuencia del sistema eléctrico eléctrico, las velocidades mas comunes son 3.000 revoluciones por el minuto para los sistemas de 50 hertzios, y 3.600 revoluciones por el minuto para los sistemas de 60 hertzios. La mayoría de los sistemas nucleares grandes giran en la mitad de esas velocidades, y tienen un generador de 4 postes algo que más el poste uno del campo común 2.

Eficacia

Para maximizar eficacia de la turbina el vapor se amplía en un número de etapas. El trabajo se genera de cada gota de la extensión y de presión del vapor. Estas etapas son caracterizadas por cómo la energía se extrae de ellas y se conoce como el impulso del o turbinas de la reacción del . La mayoría de las turbinas de vapor modernas son una combinación de las etapas del perfilado de la reacción y del impulso. Típicamente en los Estados Unidos y el Canadá, secciones más altas de la presión son tipo del impulso y las etapas de una presión más baja son tipo de la reacción.

Reducción de velocidad

Otro uso de las turbinas de vapor es en las naves su mantenimiento tamaño pequeño, bajo, peso ligero, y la vibración baja es ventajas compelling. Las locomotoras de la turbina de vapor también fueron probadas, pero con éxito limitado. Una turbina de vapor es eficiente solamente al funcionar en los millares de revoluciones por gama (RPM) del minuto mientras que el uso de la energía en usos de la propulsión puede estar solamente en los centenares de RPM, que requiere que los engranajes de reducción costosos y exactos estén utilizados, aunque varias naves, tales como Turbinia, tuvieran impulsión directa de la turbina de vapor a los ejes de propulsor. Estos engranajes de reducción son costosos porque los solos engranajes de reducción deben tener engranajes de toro muy grandes y pesados, que tienen un alto coste material. Los engranajes de reducción dobles o triples son mucho más complejos y requieren significantly more trabajar a máquina y trabajo, aunque requieran menos material y espacio.

El coste de compra de engranaje de la reducción de velocidad es compensado por requisitos mucho más bajos del combustible y de mantenimiento y el tamaño pequeño de una turbina cuando está comparado a un motor de intercambio que tiene una energía equivalente. La mayoría de los recipientes mercantil modernos ahora utilizan los motores diesel con algunos transbordadores de la velocidad que funcionan las turbinas de gas que los recipientes de marina de guerra de pueden funcionar con los motores diesel de las turbinas de gas o una combinación de los dos para aumentar velocidad máxima o eficacia de poca velocidad. Los recipientes de propulsión nuclear tales como portaaviones y submarinos nucleares utilizan las turbinas de vapor que conducen el eje de propulsor a través de una caja de engranajes de la reducción como la parte principal de sus sistemas de propulsión.

Zenithic

List of asteroids/125901–126000

Random links:

Lista de alcaldes y de señor alcalde de Melbourne | Orden de compra obligatoria | Agentes y Artistes asociados de América | Hizbullah (Isla Mauricio) | Ken Masugi