Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Vipande vya mvuke

Rotor ya turbine ya mvuke ya kisasa kutumika katika mmea wa nguvu

Turbine ya mvuke ni kifaa kinachotumia nishati ya joto kutoka kwa mvuke iliyosaidiwa na kuitumia kufanya kazi ya mitambo kwenye shimoni inayozalisha pato. Udhibitisho wake wa kisasa ulipatikana na Sir Charles Parsons mnamo 1884. [1] [2]

Kwa sababu turbine inazalisha mwendo wa rotary , inafaa hasa kutumiwa kuendesha jenereta ya umeme - karibu 90% ya kizazi vyote cha umeme nchini Marekani (1996) ni kwa kutumia mitambo ya mvuke. [3] Turbine ya mvuke ni aina ya injini ya joto inayotokana na ufanisi mkubwa wa ufanisi wa thermodynamic kutokana na matumizi ya hatua nyingi katika upanuzi wa mvuke, ambayo inasababisha njia ya karibu ya mchakato bora wa kupanua.

Yaliyomo

Historia

Kundi la viwanda la mvuke 250 kW kutoka 1910 (kulia) linalohusishwa moja kwa moja na jenereta (kushoto).

Kifaa cha kwanza ambacho kinaweza kuwa kama turbine ya mvuke ya majibu kilikuwa kidogo kuliko toy, Aeolipile ya kawaida, iliyoelezwa katika karne ya 1 na Hero ya Alexandria katika Misri ya Roma . [4] [5] [6] Mnamo mwaka wa 1551, Taqi al-Din katika Misri ya Ottoman alielezea turbine ya mvuke kwa kutumia vitendo vya kuchanganya mate . Vipande vya mvuke pia zilielezewa na Italia Giovanni Branca (1629) [7] na John Wilkins nchini Uingereza (1648). [8] Vifaa vilivyoelezwa na Taqi al-Din na Wilkins vimejulikana kama vifungo vya mvuke . Mnamo mwaka wa 1672 gari la gari la mvuke linaloongozwa na mvuke lilitengenezwa na Ferdinand Verbiest . Toleo la kisasa zaidi la gari hili lilizalishwa wakati mwingine mwishoni mwa karne ya 18 na mjuzi wa Ujerumani usiojulikana. Mnamo mwaka wa 1775, Soho James Watt alifanya mchanganyiko wa majibu uliofanywa kazi huko. [9]

Turbine ya kisasa ya mvuke ilianzishwa mwaka wa 1884 na Sir Charles Parsons , ambaye mfano wake wa kwanza uliunganishwa na dynamo ambayo ilizalisha 7.5 kW (10 hp) ya umeme. [10] Uvumbuzi wa turbine ya mvuke ya Parsons ilifanya umeme nafuu na wingi na uwezekano wa kurekebisha usafiri wa baharini na vita vya majini. [11] Mpangilio wa Parsons ulikuwa aina ya majibu . Hati yake ya ruhusa ilikuwa na leseni na turbine iliyopangwa-up muda mfupi baada ya Marekani, George Westinghouse . Vipande vya Parsons pia vilikuwa rahisi kusambaza. Parsons alikuwa na kuridhika kwa kuona uvumbuzi wake uliotumiwa kwa vituo vyote vya nguvu vya dunia, na ukubwa wa jenereta uliongezeka kutoka kwa 7.5 kW yake ya kwanza iliyowekwa kwa vitengo vya uwezo wa 50,000 kW. Katika kipindi cha maisha ya Parson, uwezo wa kuzalisha wa kitengo uliongezeka kwa mara 10,000, [12] na jumla ya pato la jenereta zinazojengwa na kampuni yake ya kampuni ya CA Parsons na Kampuni na kwa wajibu wao, kwa madhumuni ya ardhi peke yake, ilipungua zaidi ya thelathini milioni farasi-nguvu. [10]

Aina tofauti za turbine zimeanzishwa ambazo hufanyika kwa ufanisi na mvuke. Turbine ya de Laval (iliyobuniwa na Gustaf de Laval ) iliharakisha mvuke kwa kasi kamili kabla ya kukimbia dhidi ya blade ya turbine. Mjigo wa msukumo wa De Laval ni rahisi, chini ya gharama kubwa na hauhitaji kuwa shinikizo la ushahidi. Inaweza kufanya kazi kwa shinikizo lolote la mvuke, lakini ni ndogo sana. [ Onesha uthibitisho ] Auguste Rateau maendeleo shinikizo zilizochanganywa turbine msukumo kwa kutumia de Laval kanuni mapema 1896, [13] kupatikana patent Marekani katika 1903, na kutumika turbine hadi Kifaransa torpedo mashua katika 1904. Yeye kufundisha katika École des migodi de Saint-Étienne kwa miaka kumi hadi 1897, na baadaye ilianzisha kampuni yenye mafanikio ambayo iliingizwa katika kampuni ya Alstom baada ya kifo chake. Mmoja wa waanzilishi wa kisasa cha kisasa cha turbine za mvuke na gesi alikuwa Aurel Stodola , mwanafizikia wa Kislovakia na mhandisi na profesa katika Taasisi ya Uswisi Polytechnical (sasa ETH ) huko Zurich. Kazi yake Die Dampfturbinen und ihre Aussichten als Wärmekraftmaschinen (Kiingereza: Turbine ya Steam na matumizi yake kama injini ya joto) ilichapishwa huko Berlin mnamo 1903. Kitabu kingine cha Dampf und Gas-Turbinen (Kiingereza: Vipande vya Steam na Gesi) kilichapishwa 1922.

Aina ya mavuno ya Brown-Curtis , aina ya msukumo , ambayo ilianzishwa awali na hati miliki kwa Kampuni ya Kimataifa ya Kimataifa ya Curtis Marine Turbine, ilianzishwa miaka ya 1900 kwa kushirikiana na John Brown & Company . Ilikuwa imetumiwa katika meli za wafanyabiashara wa John Brown-engined na meli za vita, ikiwa ni pamoja na mabomba na meli za vita vya Royal Navy.

Uzalishaji

Sekta ya viwanda ya sasa ya turbine za mvuke inaongozwa na watengenezaji wa vifaa vya nguvu nchini China. Harbin Electric , Shanghai Electric , na Dongfang Electric , watengenezaji wa vifaa vya juu vya nguvu nchini China, pamoja na hisa nyingi katika sehemu ya soko duniani kote kwa mitambo ya mvuke mwaka 2009-10 kulingana na Platts . [14] Wazalishaji wengine walio na sehemu ndogo ya soko ni Bhel , Siemens , Alstom , GE , Doosan Škoda Power , Viwanda vya Heavy Industries , na Toshiba . [14] Mradi wa ushauri wa Frost & Sullivan ambao utengenezaji wa turbine za mvuke utakuwa zaidi kuimarishwa na 2020 kama wazalishaji wa nguvu za China wanaoshinda kuongezeka kwa biashara nje ya China. [15]

Aina

Vipande vya mvuke hutengenezwa kwa ukubwa wa aina mbalimbali kutoka kwa vitengo vidogo <0.75 kW (<1 hp) (vichache) vilivyotumiwa kama vifaa vya mitambo ya pampu, compressors na vifaa vingine vinavyotokana na shimoni, na mitambo ya 1.5 GW (2,000,000 hp) inayozalisha umeme . Kuna maagizo kadhaa ya turbines za mvuke za kisasa.

Blade na hatua ya urasimu

Mchoro wa mchoro unaoelezea tofauti kati ya msukumo na turbine ya majibu 50%

Vipande vya turbine ni ya aina mbili za msingi, vile na pua . Vipande vinahamia kabisa kwa sababu ya athari za mvuke juu yao na maelezo yao hayakujiunga. Hii husababisha kushuka kwa kasi ya mvuke na kimsingi hakuna tone la shinikizo kama mvuke inapita kwa njia hiyo. Kitambaa kilichojumuishwa na pua za kudumu kinachoitwa turbine ya msukumo , turbine ya Curtis , turbine ya Rateau , au turbine ya Brown-Curtis . Buza huonekana sawa na vile, lakini maelezo yao yanajiunga karibu na kuondoka. Hii husababisha kushuka kwa shinikizo la mvuke na ongezeko la kasi kama mvuke inapita kupitia bomba. Busea huhamia kwa sababu ya athari za mvuke juu yao na majibu kutokana na mvuke wa kasi ya juu wakati wa kuondoka. Kitani kilichojumuisha bomba za kuhamia zinazobadilishana na nozzles zilizowekwa huitwa turbine ya mmenyuko au turbine ya Parsons .

Isipokuwa kwa matumizi ya chini, nguvu za turbine zinapangwa kwa hatua nyingi katika mfululizo, unaoitwa kuchanganya , ambayo inaboresha ufanisi kwa kasi ya chini. [16] Hatua ya majibu ni mstari wa pua zilizowekwa na kufuatiwa na mstari wa pua za kusonga. Hatua nyingi za mmenyuko hugawanya shinikizo la kushuka kati ya vidonge vya mvuke na kutolea nje katika matone kadhaa madogo, na kusababisha turbine iliyochanganywa na shinikizo . Hatua za msukumo zinaweza kuwa shinikizo la kuchanganyikiwa, kasi ya kuongezeka, au kasi ya shinikizo. Awamu ya msukumo wa msukumo ni mstari wa pua za kudumu zifuatiwa na safu ya kusonga mbele, na hatua nyingi za kuchanganya. Hii pia inajulikana kama turbine ya Rateau, baada ya mvumbuzi wake. Hatua ya msukumo wa kuongezeka kwa kasi (iliyobuniwa na Curtis na pia inaitwa "Curtis gurudumu") ni mstari wa pua za kudumu zifuatiwa na mistari miwili au zaidi ya kusonga mbele ikiwa ni pamoja na safu za vile vilivyowekwa. Hii inagawanya kasi ya kasi katika hatua kwa matone kadhaa madogo. [17] Mfululizo wa hatua za msukumo wa kasi unaojulikana huitwa turbine inayojumuisha shinikizo .

Mchoro wa turbine ya mvuke ya mvuke ya AEG circa 1905

Mnamo mwaka wa 1905, wakati mitambo ya mvuke ilipokuwa inatumika kwenye meli za haraka (kama vile HMS Dreadnought ) na katika matumizi ya nguvu ya ardhi, ilikuwa imeamua kuwa ni muhimu kutumia magurudumu ya Curtis moja au zaidi mwanzoni mwa hatua nyingi turbine (ambapo shinikizo la mvuke ni juu), ikifuatiwa na hatua za mmenyuko. Hii ilikuwa na ufanisi zaidi na mvuke ya juu ya mvuke kutokana na kuvuja kupungua kati ya turbine rotor na casing. [18] Hii inaonyeshwa katika kuchora ya turbine ya mvuke ya mvua ya 1905 ya AEG ya Ujerumani. Mvuke kutoka kwa boilers hutoka kutoka kwa haki kwenye shinikizo la juu kwa njia ya koo , kudhibitiwa kwa mkono na operator (katika kesi hii baharini anayejulikana kama koo). Inapita kupitia magurudumu tano ya Curtis na hatua nyingi za mmenyuko (vile vile vilivyo chini ya mzunguko wa vipande viwili vikuu katikati) kabla ya kuondoka chini ya shinikizo la chini, karibu na kwa condenser . Fenser hutoa utupu unaozidi nishati inayotokana na mvuke, na huimarisha mvuke ndani ya maji ya mifugo ili kurejeshwa kwa boilers. Kwenye kushoto kuna hatua nyingi za majibu ya ziada (kwa rotors mbili kubwa) ambazo zinazunguka turbine kinyume na operesheni ya astern, na mvuke inakubalika na mgomo tofauti. Kwa kuwa meli haitumiwi mara kwa mara, ufanisi sio kipaumbele katika turbines za astern, kwa hivyo hatua ndogo tu hutumiwa kuokoa gharama.

Changamoto za kubuni za makali

Kuu changamoto yanayowakabili turbine kubuni mara kupunguza huenda uzoefu na vile. Kwa sababu ya joto la juu na mkazo mkubwa wa uendeshaji, vifaa vya mvua za turbine zimeharibiwa kupitia njia hizi. Kama joto huongezeka kwa jitihada za kuboresha ufanisi wa turbine, huenda huwa muhimu. Ili kupunguza mipaka, mipako ya mafuta na superalloys yenye kuimarisha imara na uimarishaji wa mipaka ya nafaka hutumiwa katika miundo ya makali.

Mipako ya kinga hutumiwa kupunguza uharibifu wa mafuta na kupunguza kioksidishaji . Vipu hivi mara nyingi hutengenezwa kwa keramik ya zirconium dioksidi . Kutumia mipako ya kinga ya kinga ya joto hupunguza uwezekano wa joto la superalloy ya nickel. Hii inapunguza utaratibu wa kutosha unaopatikana katika blade. Mizigo ya kuchuja kupungua kwa uharibifu wa ufanisi husababishwa na kujengwa kwa nje ya majani, ambayo ni muhimu hasa katika hali ya juu ya joto. [19]

Nickel makao vile ni alloy na aluminium na titan ili kuboresha nguvu na huenda upinzani. Microstructure ya alloys haya inajumuisha mikoa tofauti ya utungaji. Usambazaji wa sare ya awamu ya gamma-mkuu - mchanganyiko wa nickel, aluminium, na titan - huendeleza nguvu na hupinga upinzani wa blade kutokana na microstructure. [20]

Mambo ya kukataa kama vile rhenium na ruthenium yanaweza kuongezwa kwa alloy ili kuboresha nguvu. Kuongezea kwa vipengele hivi hupunguza ugawanyiko wa awamu ya gamma mkuu, hivyo kuhifadhi upinzani wa uchovu , nguvu, na kukataa upinzani. [21]

Steam ugavi na hali ya kutolea

Mfereji wa mvuke chini ya shinikizo katika mmea wa nguvu za nyuklia. Hizi turbines zinaondolea mvuke kwenye shinikizo chini ya anga.

Aina hizi zinajumuisha kuvuruga, bila kukomesha, kurudia, uchimbaji na uingizaji.

Vipande vya kondomu hupatikana kwa kawaida katika mimea ya umeme. Vipande hivi hupokea mvuke kutoka kwenye boiler na kuzizima kwa condenser . Umwagaji wa mvuke umejaa shinikizo chini ya anga, na katika hali iliyopunguzwa sehemu, kawaida ya ubora karibu na 90%.

Vipande vya kupumua au vya nyuma vya shinikizo hutumiwa sana kwa matumizi ya mchakato wa mvuke. Shinikizo la kutolea nje linadhibitiwa na valve ya kusimamia ili kukidhi mahitaji ya shinikizo la mvuke. Hizi ni kawaida hupatikana kwenye raffineries, vitengo vya joto vya wilaya, mimea ya majani na karatasi, na vifaa vya desalination ambapo kiasi kikubwa cha mvuke wa chini ya shinikizo huhitajika.

Vipindi vya kupitisha hutumiwa karibu pekee katika mimea ya umeme. Katika turbine ya kukimbia, mtiririko wa mvuke hutoka kwenye sehemu ya juu ya shinikizo ya turbine na inarudi kwenye boiler ambako superheat ya ziada huongezwa. Mvuke kisha hurudi kwenye sehemu ya shinikizo la kati ya turbine na inaendeleza upanuzi wake. Kutumia reheat katika mzunguko huongeza pato la kazi kutoka kwenye turbine na pia upanuzi unakaribia kufikia hitimisho kabla ya mvuke hupunguzwa, na hivyo kupunguza uharibifu wa vipande katika safu za mwisho. Katika matukio mengi, idadi kubwa ya reheats iliyoajiriwa katika mzunguko ni 2 kama gharama ya kupokanzwa super mvuke inakoma ongezeko la kazi kutoka kwa turbine.

Kuchota turbines aina ni kawaida katika maombi yote. Katika kitovu cha aina ya kuchimba, mvuke hutolewa kutoka hatua mbalimbali za turbine, na hutumiwa kwa mahitaji ya mchakato wa viwanda au kupelekwa kwa hitilafu za maji ya boiler ili kuboresha ufanisi wa mzunguko wa jumla. Mzunguko wa uchimbaji unaweza kudhibitiwa na valve, au kushoto bila kudhibitiwa.

Vipande vya kuingiza hutoa mvuke chini ya shinikizo kwenye hatua ya kati ili kuzalisha nguvu za ziada.

Mipango ya kufuta au shimoni

Mipangilio hii ni pamoja na kanda moja, kiwanja cha tandem na mitambo ya msalaba. Vitengo vya kujifungia moja ni mtindo wa msingi ambapo kanda moja na shimoni vinaunganishwa na jenereta. Kipande cha pande hutumiwa ambapo casings mbili au zaidi huunganishwa moja kwa moja ili kuendesha jenereta moja. Mpangilio wa kamba ya kamba ya mchanganyiko ina shaft mbili au zaidi sio kuendesha gari jenereta mbili au zaidi ambazo zinafanya kazi kwa kasi tofauti. Kamba ya msalaba wa kiwanja hutumiwa kwa maombi mengi makubwa. Mfumo wa kawaida wa 1930 na 1960 ulionyeshwa hapa chini; hii inaonyesha mitambo ya juu na chini ya shinikizo inayoendesha gear ya kawaida ya kupunguza, pamoja na turbine ya kusafirishwa juu ya turbine moja ya shinikizo la juu.

Mipangilio ya mitambo ya mvuke ya mvuke ya Kijapani Furutaka - na waendeshaji wa darasa la Aoba .

Mbili kati yake rafadha

Mzunguko wa turbine mbili. Mvuke huingia katikati ya shimoni, na hutoka kila mwisho, kuunganisha nguvu ya axial.

Mvuke wa kusonga hutoa wote tangential na axial kutekeleza juu ya shimoni turbine, lakini axial inayotolewa katika turbine rahisi ni kinyume. Ili kudumisha msimamo sahihi wa rotor na kusawazisha, nguvu hii inapaswa kuingiliwa na nguvu ya kupinga. Vipande vinavyotumiwa vinaweza kutumika kwa fani za shimoni, rotor inaweza kutumia pistoni za dummy, inaweza kuwa na mtiririko wa mara mbili - mvuke huingia katikati ya shimoni na kuondoka kwa mwisho wote, au mchanganyiko wa yoyote ya hizi. Katika rotor ya mtiririko wa mara mbili , majani katika kila nusu uso kinyume cha njia, ili nguvu za axial ziwasiane lakini majeshi ya tangential hufanya pamoja. Mpangilio huu wa rotor huitwa pia mtiririko mawili , katikati -axial-flow , au mara mbili-kutolea nje . Mpangilio huu ni kawaida katika casings chini-shinikizo ya turbine kiwanja. [22]

Kanuni ya kazi na kubuni

Nishati bora ya mvuke inachukuliwa kuwa mchakato wa isentropic , au mchakato wa entropy mara kwa mara, ambapo entropy ya mvuke inayoingia kwenye turbine ni sawa na entropy ya mvuke inayoondoka kwenye turbine. Hakuna turbine ya mvuke ni isentropic kweli, hata hivyo, na ufanisi wa kawaida wa isentropic kuanzia 20-90% kulingana na matumizi ya turbine. Mambo ya ndani ya turbine inajumuisha seti kadhaa za ndoo au ndoo . Hitilafu moja ya vilivyowekwa vya kushikamana imeshikamana na casing na seti moja ya vile zinazozunguka huunganishwa kwenye shimoni. Seti intermesh na kibali fulani cha chini, na ukubwa na upangiaji wa seti tofauti na kutumia kwa ufanisi upanuzi wa mvuke kwa kila hatua.

Nadharia Turbine ufanisi

Ili kuongeza ufanisi wa turbine mvuke hupanuliwa, kufanya kazi, kwa hatua kadhaa. Hatua hizi zinatajwa na jinsi nishati hutolewa kutoka kwao na inajulikana kama mitambo ya msukumo au majibu. Turbines nyingi za mvuke hutumia mchanganyiko wa majibu na miundo ya msukumo: kila hatua hufanya kama moja au nyingine, lakini turbine ya jumla hutumia wote wawili. Kwa kawaida, sehemu ndogo ya shinikizo ni aina ya mmenyuko na hatua za juu shinikizo ni aina ya msukumo. [ citation inahitajika ]

Kutafuta turbines

Uchaguzi wa majani ya msukumo wa msukumo

Kitambo cha msukumo kimetengeneza nozzles ambazo zinaongoza mtiririko wa mvuke kwenye jet za kasi. Jets hizi zina nishati ya kinetic muhimu, ambayo inabadilishwa katika mzunguko wa shimoni na vile vile cha ndoo kama vile rotor, kama ndege ya mvuke inabadilika mwelekeo. Toleo la shinikizo hutokea kwenye vitu tu vya stationary, na ongezeko la nishati ya kasi ya mvuke katika hatua. Kama mvuke inapita kupitia bomba shinikizo lake linaanguka kutoka shinikizo la inlet kwa shinikizo la kutoka (shinikizo la anga, au kwa kawaida, utupu wa condenser). Kutokana na uwiano huu wa juu wa upanuzi wa mvuke, mvuke huacha bomba kwa kasi ya juu sana. Mvuke unaoacha sehemu za kusonga ina sehemu kubwa ya kasi ya juu ya mvuke wakati wa kuondoka pua. Kupoteza kwa nishati kutokana na kasi hii ya juu ya kutosha ni kawaida inayoitwa kubeba kasi au kuacha hasara.

Sheria ya wakati wa kasi inasema kwamba jumla ya wakati wa nguvu za nje zinazofanya maji kwa maji ya muda kiasi cha udhibiti ni sawa na mabadiliko ya muda wa mzunguko wa angular kupitia kiasi cha kudhibiti.

Maji ya swirling huingia kiasi cha udhibiti kwenye radius na kasi ya kasi na majani kwenye radius na kasi ya kasi .

Vipande vidogo vya pembe kwenye vifungo na upepo kwenye vipande vya mashine ya turbo.
Pembe tatu

Pembetatu ya kasi hutoa njia ya kuelewa vizuri zaidi uhusiano kati ya kasi mbalimbali. Katika takwimu iliyo karibu tunayo:

na ni kasi ya kutosha kwenye uingizaji na uuzaji kwa mtiririko huo.
na ni kasi ya mtiririko katika pembe na upeo kwa mtiririko huo.
na ni velocities ya swirl katika inlet na plagi kwa mtiririko huo.
na ni kasi ya jamaa kwenye pembe na plagi kwa mtiririko huo.
na ni kasi ya blade kwenye uingizaji na upeo kwa mtiririko huo.
ni mwongozo wa vifungo na ni angle ya blade.

Kisha kwa sheria ya muda wa kasi, wakati juu ya maji hutolewa na:

Kwa turbine mvuke ya msukumo: . Kwa hiyo, nguvu ya tangential juu ya vile ni . Kazi iliyofanyika kwa wakati mmoja au nguvu zilizotengenezwa: .

Wakati ω ni kasi ya angular ya turbine, basi kasi ya blade ni . Nguvu zilizoendelea ni basi .

Ufanisi wa makali

Ufanisi wa makali ( ) inaweza kufafanuliwa kama uwiano wa kazi iliyofanyika kwenye nishati za kinetic zinazotolewa na maji, na hutolewa na

Ufanisi wa hatua

Buza ya kugeuka-yafuu
Grafu inayoonyesha ufanisi wa msukumo wa msukumo

Kipindi cha turbine ya msukumo kina kuweka pua na gurudumu linalozunguka. Ufanisi wa hatua hufafanua uhusiano kati ya kushuka kwa enthalpy kwenye bubu na kazi iliyofanyika katika hatua.

Wapi ni maalum ya enthalpy tone ya mvuke katika bubu.

Kwa sheria ya kwanza ya thermodynamics :

Kufikiri kwamba ni appreciably chini kuliko , tunapata Aidha, ufanisi wa hatua ni bidhaa ya ufanisi wa blade na ufanisi wa bomba, au

Ufanisi wa buza hutolewa na = , ambapo enthalpy (katika J / Kg) ya mvuke kwenye mlango wa bubu ni na enthalpy ya mvuke wakati wa nje ya pua ni .

Uwiano wa vipande vya kamba za blade kwenye bandari na pembe huweza kuchukuliwa na kuthibitishwa . Uwiano wa velocities za mvuke kwa kasi ya kasi ya rotor kwenye uingiaji kwenye kipande cha blade hufafanuliwa na mgawo wa msuguano .

na inaonyesha kupoteza kwa kasi ya kiasi kwa sababu ya msuguano kama mvuke inapita karibu na vile ( kwa laini laini).

Uwiano wa kasi ya blade hadi kasi ya kasi ya mvuke kwenye pembe huitwa uwiano wa kasi ya blade =

ni kiwango cha juu wakati au, . Hiyo ina maana na kwa hiyo . Sasa (kwa ajili ya turbine moja ya msukumo)

Kwa hiyo, thamani ya juu ya ufanisi wa hatua ni kupatikana kwa kuweka thamani ya katika maelezo ya /

Tunapata: .

Kwa vyombo vya usawa, , kwa hiyo , na tunapata . Ikiwa msuguano kutokana na uso wa blade umepuuzwa basi .

Hitimisho juu ya ufanisi wa juu

1. Kwa kazi ya kasi ya mvuke iliyofanywa kwa kilo cha mvuke itakuwa kubwa wakati au .

2. Kama ongezeko, kazi iliyofanywa kwenye vile inapunguza, lakini wakati huo huo uso wa blade hupungua, kwa hiyo kuna hasara ndogo za msuguano.

Mitambo ya majibu

Katika turbine ya majibu , rotor blades wenyewe hupangwa kuunda nozzles zilizobadilika . Aina hii ya turbine hutumia nguvu ya majibu inayozalishwa kama mvuke inakaribia kupitia pua zilizoundwa na rotor. Steam inaelekezwa kwenye rotor na vanes zilizosimama za stator . Inachukua stator kama ndege inayojaza mzunguko mzima wa rotor. Mvuke basi hubadili mwelekeo na huongeza kasi yake kuhusiana na kasi ya vile. Kuacha shinikizo hutokea katika stator na rotor, na mvuke inakimbia kwa njia ya stator na kuimarisha kwa njia ya rotor, bila mabadiliko yoyote katika velocity mvuke katika hatua, lakini kwa kupungua kwa shinikizo na joto, kutafakari kazi iliyofanyika katika kuendesha gari ya rotor.

Ufanisi wa makali

Pembejeo ya nishati kwa vile vile katika hatua:

ni sawa na nishati ya kinetic hutolewa kwa fasta (f) + nishati ya kinetic hutolewa kwa vile kusonga (m).

Au, = enthalpy tone juu ya fasta vile, + enthalpy tone juu ya vile kusonga, .

Athari ya upanuzi wa mvuke juu ya vile vya kusonga ni kuongeza kasi ya jamaa wakati wa kuondoka. Kwa hiyo, kasi ya jamaa wakati wa kuondoka daima ni kubwa zaidi kuliko kasi ya jamaa kwenye pembe .

Kwa suala la kasi, kushuka kwa enthalpy juu ya vile vya kusonga hutolewa na:

(inachangia mabadiliko katika shinikizo la static)

Kushuka kwa enthalpy katika viwango vya kudumu, kwa kudhani kuwa kasi ya mvuke inayoingia kwenye fasta ni sawa na kasi ya mvuke kuacha vile vile kusonga mbele hutolewa na:

Mchoro wa kasi

= ambapo V 0 ni kasi ya inlet ya mvuke katika bubu

ni ndogo sana na hivyo inaweza kupuuzwa

Kwa hiyo, =

Design sana kutumika ina shahada ya nusu ya mmenyuko au mmenyuko 50% na hii inajulikana kama turbine Parson . Hii ina rotor ya kawaida na stator. Kwa turbine hii pembetatu ya kasi ni sawa na tuna:

,

,

Kutokana na turbine ya Parson na kupata maneno yote tunayopata

Kutoka kwa pembe tatu ya pembe tuliyo nayo

Kazi iliyofanyika (kwa mtiririko wa molekuli ya kitengo kwa pili):

Kwa hiyo, ufanisi wa blade hutolewa na

Hali ya ufanisi wa blade ya juu

Kulinganisha ufanisi wa mitambo ya msukumo na majibu

Kama , basi

Kwa ufanisi wa juu , tunapata

na hii hatimaye inatoa

Kwa hiyo, hupatikana kwa kuweka thamani ya katika maneno ya ufanisi wa blade

Ufanisi wa turbine ufanisi

Ufanisi wa mafuta ya turbine ya mvuke hutofautiana na ukubwa wa turbine, hali ya mzigo, hasara ya pengo na hasara ya msuguano. Wanafikia maadili ya juu hadi 50% katika turbine 1200 MW; vidogo vidogo vina ufanisi wa chini. [ citation inahitajika ]

Uendeshaji na matengenezo

Kisasa cha injini ya jenereta ya mvuke ya kisasa

Kwa sababu ya shinikizo kubwa kutumika katika circuits mvuke na vifaa vya kutumika, turbines mvuke na casings yao kuwa high inertia mafuta . Wakati inapokanzwa mvua ya mvuke kwa kutumia, valves kuu ya kuacha mvuke (baada ya boiler) ina mstari wa kurudi kwa kuruhusu mvuke superheated kwa kasi kupungua kwa valve na kuendelea na joto juu ya mistari katika mfumo pamoja na turbine mvuke. Pia, gear inayogeuka inahusishwa wakati hakuna mvuke ili kugeuza polepole turbine kuhakikisha hata inapokanzwa ili kuzuia upanuzi usiofaa . Baada ya kuzunguka kwanza turbine kwa gear ya kugeuka, kuruhusu muda wa rotor kuchukua ndege moja kwa moja (hakuna kupiga), kisha gear kugeuka ni disengaged na mvuke ni alikubali kwa turbine, kwanza kwa vile astern kisha mbele mbele pole polepole kugeuka turbine saa 10-15 RPM (0.17-0.25 Hz) kwa polepole joto joto. Utaratibu wa joto-juu ya turbine kubwa za mvuke huweza kuzidi masaa kumi. [23]

Wakati wa operesheni ya kawaida, usawa wa rotor unaweza kusababisha vibration, ambayo, kwa sababu ya kasi ya mzunguko, inaweza kusababisha blade kuvunja mbali na rotor na kupitia casing. Ili kupunguza hatari hii, jitihada kubwa hutumiwa kusawazisha turbine. Pia, turbines huendeshwa na mvuke ya juu: ama mvuke ya mvuke (kavu) , au mvuke iliyojaa yenye sehemu ya juu ya kavu. Hii inazuia uingizaji wa haraka na mmomonyoko wa majani ambayo hutokea wakati maji yaliyotumiwa yanapasuka kwenye vilevile (unyevu hubeba). Pia, maji ya maji yaliyoingia ndani hayo yanaweza kuharibu fani za kutuliza kwa shimoni la turbine. Ili kuzuia hili, pamoja na udhibiti na baffles katika boilers kuhakikisha mvuke ya juu, mifereji ya condensate imewekwa katika mvuke kusambaza kusababisha turbine.

Mahitaji ya matengenezo ya mitambo ya kisasa ya mvuke ni rahisi na hupata gharama za chini (kawaida karibu $ 0.005 kwa kWh); [23] maisha yao ya uendeshaji mara nyingi huzidi miaka 50. [23]

Udhibiti wa kasi kasi

Mchoro wa mfumo wa jenereta ya mvuke ya mvuke

Udhibiti wa turbine na gavana ni muhimu, kama vile turbines zinahitajika kukimbia polepole ili kuzuia uharibifu na baadhi ya maombi (kama vile kizazi cha umeme wa sasa unaotumia) zinahitaji udhibiti wa haraka wa kasi. [24] Kuongezeka kwa kasi ya rotor ya turbine kunaweza kusababisha safari kubwa, ambayo husababisha gurudumu na vidole vya kupenya ambavyo vinatawala mtiririko wa mvuke na turbine kufungwa. Ikiwa valves hizi zinashindwa basi turbine inaweza kuendelea kuharakisha mpaka itavunja mbali, mara nyingi kwa makusudi. Turbines ni ghali kufanya, wanaohitaji utengenezaji wa usahihi na vifaa maalum vya ubora.

Wakati wa operesheni ya kawaida katika maingiliano na mtandao wa umeme, mimea ya nguvu inaongozwa na asilimia tano kudhibiti kasi ya kasi . Hii inamaanisha kasi ya mzigo ni 100% na kasi ya mzigo haina 105%. Hii inahitajika kwa ajili ya uendeshaji thabiti wa mtandao bila uwindaji na uondoaji wa mimea ya nguvu. Kwa kawaida mabadiliko katika kasi ni madogo. Marekebisho katika pato la nguvu hufanywa kwa polepole kuongeza kamba ya droop kwa kuongeza shinikizo la spring kwa gavana wa centrifugal . Kwa kawaida hii ni mahitaji ya mfumo wa msingi kwa mimea yote ya nguvu kwa sababu mimea ya zamani na ya karibu inapaswa kuwa sambamba kwa kukabiliana na mabadiliko ya mara kwa mara katika mzunguko bila kutegemea mawasiliano ya nje. [25]

Thermodynamics ya turbines mvuke

Mchoravu wa mzunguko wa Rankine uliojaa superheated

Vipande vya mvuke hutumia kanuni za msingi za thermodynamics kutumia sehemu ya 3-4 ya mzunguko wa Rankine unaonyeshwa kwenye mchoro unaohusika. Superheated mvuke (au kavu ulijaa mvuke, kulingana na maombi) majani boiler katika joto la juu na shinikizo ya juu. Wakati wa kuingia kwenye turbine, mvuke hupata nishati ya kinetic kwa kupitisha pua (bomba la kudumu katika turbine ya aina ya msukumo au viwango vya fasta katika turbine ya aina ya mmenyuko). Wakati mvuke inakuja pua hiyo inahamia kwa kasi ya juu kuelekea kwenye rotor ya turbine. Nguvu imetengenezwa kwa sababu kutokana na shinikizo la mvuke kwenye vilevile vinavyosababishwa na hoja. Jenereta au kifaa kingine hicho kinaweza kuwekwa kwenye shimoni, na nishati iliyokuwa katika mvuke inaweza sasa kuhifadhiwa na kutumika. Mvuke husababisha turbine kama mvuke iliyojaa (au mchanganyiko wa mvuke-maji kulingana na maombi) kwa joto la chini na shinikizo kuliko lililoingia na linatumwa kwa condenser ili kilichopozwa. [26] Sheria ya kwanza inatuwezesha kupata fomu kwa kiwango ambacho kazi hutengenezwa kwa kila kikundi cha kitengo. Kwa kuzingatia hakuna uhamisho wa joto kwenye mazingira ya jirani na kwamba mabadiliko katika nishati ya kinetic na uwezekano ni duni na ikilinganishwa na mabadiliko ya enthalpy maalum tunayofika kwa usawa wafuatayo

wapi

  • ni kiwango ambacho kazi inaendelezwa kwa muda wa kitengo
  • ni kiwango cha mzunguko wa wingi kupitia turbine

Ufanisi wa Isentropic

Kupima jinsi turbine inafanya vizuri tunaweza kuangalia ufanisi wake wa isentropic . Hii inalinganisha utendaji halisi wa turbine na utendaji ambao utafikia kwa bora, isentropic, turbine. [27] Wakati wa kuhesabu ufanisi huu, joto lililopotea kwa mazingira linadhaniwa kuwa sifuri. Shinikizo la joto na joto ni sawa kwa mitambo halisi na nzuri, lakini kwenye turbine hutoka maudhui ya nishati ('enthalpy maalum') kwa ajili ya turbine halisi ni kubwa zaidi kuliko ile ya turbine bora kwa sababu ya kutokuwepo katika turbine halisi. Enthalpy maalum hupimwa kwa shinikizo sawa kwa mitambo halisi na nzuri ili kutoa kulinganisha nzuri kati ya hizo mbili.

Ufanisi wa isentropic hupatikana kwa kugawa kazi halisi na kazi nzuri. [27]

wapi

  • h 3 ni enthalpy maalum katika hali tatu
  • h 4 ni enthalpy maalum katika hali 4 kwa turbine halisi
  • h 4s ni enthalpy maalum katika hali ya 4s kwa turbine isentropic

(lakini kumbuka kuwa mchoro ulio karibu hauonyeshe 4s hali: ni chini chini ya hali 3)

Moja kwa moja

Mganda wa mvuke wa MW 5 wa moja kwa moja hutolewa na majani

Vituo vya nguvu vya umeme hutumia mitambo kubwa ya mvuke inayoendesha jenereta za umeme ili kuzalisha zaidi (kuhusu 80%) ya umeme wa dunia. Ujio wa turbine kubwa za mvuke ulifanya kituo kikuu cha umeme kikubwa, kwa kuwa injini za mvuke za rating kubwa zilikuwa nyingi sana, na zinaendeshwa kwa kasi. Vituo vya kati sana ni mimea ya nguvu za mafuta na mitambo ya nguvu za nyuklia ; baadhi ya mitambo hutumia mvuke ya mvuke, au kutumia nguvu ya nishati ya jua (CSP) ili kuunda mvuke. Vipande vya mvuke vinaweza pia kutumiwa moja kwa moja kuendesha pampu kubwa za centrifugal , kama vile pampu za maji ya malisho kwenye mmea wa nguvu ya joto .

Vipande vilivyotumika kwa ajili ya kizazi cha umeme ni mara nyingi moja kwa moja pamoja na jenereta zao. Kama jenereta zinapaswa kuzunguka kwa kasi ya synchronous mara kwa mara kulingana na mzunguko wa mfumo wa umeme, kasi ya kawaida ni RPM 3,000 kwa mifumo 50 ya Hz, na 3,600 RPM kwa mifumo 60 ya Hz. Kwa kuwa mitambo ya nyuklia ina mipaka ya joto la chini kuliko mimea ya mafuta, na ubora wa mvuke wa chini, seti ya jenereta ya turbine inaweza kupangwa kufanya kazi kwa nusu ya kasi hizi, lakini kwa jenereta nne za pole, ili kupunguza mmomonyoko wa vile vya turbine. [28]

Uendeshaji wa baharini

Turbinia , 1894, meli ya kwanza ya mvuke ya turbine-powered
Vipande vya juu na vya chini vya shinikizo la SS Maui .
Parsons turbine kutoka mnara wa 1928 Kipolishi Wicher .

Katika steamships , faida ya turbines mvuke juu ya injini kurudi ni kawaida ndogo, matengenezo ya chini, uzito nyepesi, na vibration chini. Turbine ya mvuke ni ufanisi tu wakati wa kufanya kazi katika maelfu ya RPM, wakati miundo yenye ufanisi zaidi ya propeller ni kwa kasi chini ya 300 RPM; Kwa hivyo, mara nyingi gharama za kupunguza (gharama kubwa) zinahitajika, ingawa meli nyingi za mapema kupitia Vita vya Kwanza vya Ulimwengu , kama vile Turbinia , zilikuwa na gari moja kwa moja kutoka kwa turbine za mvuke kwenye shafts ya propeller. Mwingine mbadala ni maambukizi ya turbo-umeme , ambayo jenereta ya umeme inayoendeshwa na turbine ya kasi ya kasi hutumika kukimbia motors moja au zaidi ya kasi ya umeme kushikamana na shafts propeller; usahihi wa kukata gear inaweza kuwa kizuizi cha uzalishaji wakati wa vita. Gari la Turbo-umeme lilikuwa linatumiwa katika meli kubwa za Marekani zilizotengenezwa wakati wa Vita Kuu ya Dunia na katika vifungo vingine vya haraka, na kutumika katika baadhi ya usafiri wa majeshi na uharibifu wa uzalishaji wa mashambulizi kusindikizwa katika Vita Kuu ya II .

Gharama za juu za turbine na gia zinazounganishwa au seti za jenereta / motor zinakabiliwa na mahitaji ya chini ya matengenezo na ukubwa mdogo wa turbine ikilinganishwa na injini ya kuhamisha yenye uwezo sawa, ingawa gharama za mafuta ni kubwa kuliko injini ya dizeli kwa sababu mvuke turbines na ufanisi wa chini wa mafuta. Kupunguza gharama za mafuta ufanisi wa mafuta ya aina zote mbili za injini zimeboreshwa zaidi ya miaka. Leo, ufanisi wa mzunguko wa mvuke wa mzunguko wa mvuke bado haukuvunja 50%, lakini injini za dizeli hupungua kwa kawaida 50%, hasa katika matumizi ya baharini. [29] [30] [31] Mimea ya nguvu ya dizeli pia ina gharama za chini za uendeshaji tangu vile vile waendeshaji wachache wanahitajika. Hivyo, nguvu ya kawaida ya mvuke hutumiwa katika meli mpya machache. Vinginevyo ni flygbolag LNG ambazo mara nyingi hupata zaidi ya kiuchumi kutumia gesi ya kuchemsha na turbine mvuke kuliko kuifanya tena.

Meli ya nyuklia-powered na submarines kutumia reactor nyuklia kujenga mvuke kwa turbines. Nguvu za nyuklia mara nyingi huchaguliwa ambapo nguvu ya dizeli itakuwa haiwezekani (kama ilivyo katika matumizi ya manowari ) au vifaa vya kuongeza mafuta husababisha matatizo makubwa (kwa mfano, wachunguzi wa barafu ). Inakadiriwa kuwa mafuta ya mtambo wa mitambo ya Royal Navy ya Vanguard -classlass ni ya kutosha kudumisha mazingira 40 ya dunia - ambayo yanaweza kutosha kwa maisha yote ya huduma ya chombo. Propulsion ya nyuklia imetumika tu kwa vyombo vichache vya kibiashara kutokana na gharama za matengenezo na udhibiti wa udhibiti unaohitajika kwenye mifumo ya nyuklia na mzunguko wa mafuta.

Maendeleo ya mapema

Uendelezaji wa propulsion ya baharini ya mvuke kutoka 1894-1935 uliongozwa na haja ya kupatanisha kasi ya kasi ya turbine na kasi ya chini ya ufanisi (chini ya 300 rpm) ya propeller ya meli kwa gharama ya jumla ya ushindani na injini zinazohamisha . Mnamo mwaka 1894, vifaa vya kupunguza visivyofaa havikupatikana kwa mamlaka ya juu yaliyohitajika na meli, hivyo gari la moja kwa moja lilihitajika. Katika Turbinia , ambayo ina moja kwa moja gari kwa kila shimoni propeller, kasi ya kasi ya turbine ilipungua baada ya majaribio ya awali kwa kuongoza mtiririko wa mvuke kwa njia ya tatu turbines moja kwa moja gari (moja kwa kila shimoni) katika mfululizo, pengine jumla ya karibu 200 hatua turbine uendeshaji katika mfululizo. Pia, kulikuwa na propellers tatu kwenye kila shimoni ya operesheni kwa kasi ya juu. [32] kasi ya juu shimo ya enzi zinawakilishwa na moja ya Marekani turbine-powered kwanza waharibifu , USS Smith , iliyozinduliwa mwaka 1909, ambayo ilikuwa na gari mitambo ya moja kwa moja na ambao shafts tatu akageuka katika 724 rpm saa 28.35 mafundo. [33] Matumizi ya turbini katika vinyago kadhaa vya kutolea mvuke kwa mfululizo katika mfululizo ikawa ya kawaida katika maombi ya kufukuza ya baharini wengi, na ni aina ya kuingilia msalaba . Turbine ya kwanza ilikuwa inaitwa shinikizo la juu (HP) turbine, turbine ya mwisho ilikuwa turbine ya chini ya shinikizo (LP), na turbine yoyote kati kati yake ilikuwa shinikizo la kati (IP) turbine. Mpangilio wa baadaye zaidi kuliko Turbinia unaweza kuonekana kwenye RMS Malkia Mary huko Long Beach, California , ilizinduliwa mnamo mwaka 1934, ambapo kila shaft inatumiwa na turbine nne katika mfululizo unaounganishwa na mwisho wa shaft mbili za kuingia kwenye gearbox moja. Wao ni HP, 1 IP, 2 IP, na LP turbines.

Cruising mashine na gearing

Jitihada za uchumi zilikuwa muhimu zaidi wakati kasi ya kusafiri ilizingatiwa. Kasi ya kasi ya kasi ni karibu 50% ya kiwango cha juu cha upiganaji wa vita na 20-25% ya kiwango cha nguvu cha juu. Hii itakuwa kasi ambayo hutumiwa katika safari ndefu wakati uchumi wa mafuta unahitajika. Ingawa hii ilileta propeller inazidi kwa kasi, ufanisi wa turbine ulipunguzwa sana, na meli za mwanzo za turbine zilikuwa na masafa duni ya kusafiri. Suluhisho ambalo limekuwa la manufaa kwa njia nyingi za mvua za mvua za propulsion ilikuwa kasi ya kusafiri. Hii ilikuwa ni turbine ya ziada ili kuongeza hatua zaidi zaidi, mara ya kwanza iliunganishwa kwa moja kwa moja kwa shaft moja au zaidi, kutolea kwa hatua ya hatua pamoja na turbine HP, na haitumiwi kwa kasi ya juu. Kama gesi za kupunguzwa zilipatikana karibu na 1911, meli fulani, hususan vita vya USS Nevada , ziliwafanya kwenye mitambo ya kuendesha gari wakati wa kubakiza mitambo kuu ya gari. Kupunguza gia kuruhusiwa turbines kufanya kazi katika ufanisi wao mbalimbali kwa kasi kubwa sana kuliko shimoni, lakini walikuwa gharama kubwa ya kutengeneza.

Turbines za uendeshaji zilipigana mara ya kwanza na injini za kurudi kwa uchumi wa mafuta. Mfano wa uhifadhi wa injini za kuhamisha kwenye meli ya haraka ilikuwa Titanic maarufu ya RMS ya 1911, ambayo pamoja na dada zake RMS ya Olimpiki na HMHS Britannic zilikuwa na injini za upanuzi wa tatu kwenye shimo la nje la nje, zote zinazitolea kwenye turbine ya LP kwenye shimoni katikati . Baada ya kupiga turbines na vita vya Delaware -class iliyozinduliwa mwaka wa 1909, Navy ya Umoja wa Mataifa ilirejea kurejesha mitambo kwenye vita vya New York -vita vya 1912, kisha kurudi kwenye mitambo ya Nevada mwaka wa 1914. Upendo wa kudumu kwa mashine ya kurudi ni kwa sababu Navy ya Marekani hakuwa na mipangilio ya meli ya mitaji iliyozidi nyuzi 21 mpaka baada ya Vita Kuu ya Dunia, hivyo kasi ya juu ilikuwa chini kuliko cruise ya kiuchumi. Umoja wa Mataifa ulipata Filipino na Hawaii kama wilaya mwaka 1898, na hakuwa na mtandao wa Uingereza wa Royal Royal Navy wa vituo vya makaa ya mawe . Kwa hiyo, Navy ya Marekani mwaka wa 1900-1940 ilikuwa na haja kubwa ya taifa lolote la uchumi wa mafuta, hasa kama matarajio ya vita na Japan yalitokea baada ya Vita Kuu ya Ulimwengu I. Mahitaji haya yalikuwa yameingizwa na Marekani hazizindua wageni wowote 1908-1920, hivyo waharibifu walihitajika kufanya misioni ya muda mrefu kwa kawaida kwa ajili ya wahamiaji. Hivyo, ufumbuzi mbalimbali wa kusafiri ulikuwa umefungwa kwa waharibifu wa Marekani ilizindua 1908-1916. Hizi zilijumuisha injini ndogo za kuhamisha na mitambo iliyopangwa au isiyogeuka kwenye mizinga ya shaba moja au mbili. Hata hivyo, mara moja mitambo ya mitambo imeonekana kuwa ya kiuchumi kwa gharama ya awali na mafuta yaliyopitishwa haraka, na mitambo ya cruise pia imejumuisha kwenye meli nyingi. Kuanzia mwaka wa 1915, waharibu wote wa Royal Navy walikuwa na mitambo ya uendeshaji kamili, na Marekani ilifuatiwa mwaka wa 1917.

Katika Navy Royal , kasi ilikuwa kipaumbele mpaka Vita ya Jutland katikati ya 1916 ilionyesha kwamba katika warcruisers silaha sana alikuwa sadaka katika kutekeleza yake. Waingereza walitumia magari ya vita vya kisiasa kutoka mwaka 1906. Kwa sababu walijua kwamba aina kubwa ya kusafiri ingehitajika kutokana na utawala wao duniani kote, baadhi ya meli za vita, hasa vita vya vita vya Malkia Elizabeth , zilikuwa zimefungwa na mitambo ya mvua kutoka 1912 kuendelea kufuatia mitambo ya majaribio ya awali .

Katika Navy ya Marekani, waharibu wa Mahan , ilizinduliwa 1935-36, ilianzisha pesa mbili za kupunguza. Hii iliongeza kasi ya kasi ya turbine juu ya kasi ya shimoni, kuruhusu turbines ndogo kuliko moja-kupunguza gearing. Steam shinikizo na joto pia kuongeza hatua kwa hatua, kutoka 300 psi / 425 F (2.07 MPA / 218 C) ( kueneza joto ) juu ya Vita Kuu I-era Wickes darasa kwa 615 psi / 850 F (4.25 MPA / 454 C) superheated mvuke kwenye Vita Kuu ya II ya Fletcher -waharibifu wa darasa na meli za baadaye. [34] [35] Utekelezaji wa kawaida ulijitokeza kwa turbine ya juu ya shinikizo la axial (wakati mwingine na turbine iliyopangwa) na turbine ya chini ya shinikizo la axial iliyounganishwa na gearbox ya kupunguza kasi. Mpangilio huu uliendelea katika kipindi cha mvuke katika Navy ya Marekani na pia kutumika katika miundo ya Royal Navy. [36] [37] Mashine ya usanidi huu yanaweza kuonekana kwenye meli nyingi za vita vya Ulimwengu wa Vita vya Ulimwengu katika nchi kadhaa. [38] Wakati ujenzi wa vita vya Umoja wa Mataifa wa Umoja wa Mataifa ulianza tena mapema miaka ya 1950, wapiganaji wengi wa uso na wajenzi wa ndege walitumia 1,200 psi / 950 F (8.28 MPa / 510 C) mvuke. [39] Hii iliendelea hadi mwisho wa zama za vita vya vita vya mvuke za US Navy na frigates ya Knox - ya kwanza ya miaka ya 1970. Meli ya wasiwasi na wasaidizi iliendelea kutumia meli 600 ya psi (4.14 MPa) baada ya Vita Kuu ya II, na USS Iwo Jima , iliyozinduliwa mwaka 2001, uwezekano wa meli isiyokuwa ya nyuklia iliyopangwa kwa Navy ya Marekani.

Hifadhi ya umeme ya Turbo

NS 50 Hebu Pobedy , bunduki wa nyuklia na propulsion ya nyuklia-turbo-umeme

Gari la Turbo-umeme ilianzishwa kwenye vita USS New Mexico , ilizinduliwa mwaka 1917. Zaidi ya miaka minane ijayo Navy ya Marekani ilizindua battleships zaidi ya tano-umeme-powered na flygbolag mbili za ndege (awali ziliamuru kama waraka wa Lexington -classcruisers ). Meli kumi na tano za mji mkuu wa turbo-umeme zilipangwa, lakini zimefutwa kwa sababu ya mipaka iliyowekwa na Mkataba wa Naval Washington . Ingawa New Mexico iliruhusiwa na mitambo iliyowekwa kwa mwaka 1931-33, meli zilizobaki za turbo-umeme zimehifadhi mfumo katika kazi zao zote. Mfumo huu ulitumia jenereta mbili za mvuke za mvuke kubwa za kuendesha magari ya umeme kwenye kila shaba nne. Mfumo huo ulikuwa chini ya gharama nafuu kuliko vitengo vya kupunguza na kuifanya meli kuwa na uwezo mkubwa zaidi wa kuendesha bandari, na shafts zimeweza kugeuka haraka na kutoa nguvu zaidi zinazobadilika kuliko kwa mifumo mingi. Vipande vingine vya bahari vilijengwa pia na gari la turbo-umeme, kama vile usafiri wa majeshi na uharibifu wa misaada kusindikizwa katika Vita Kuu ya II . Hata hivyo, wakati Marekani ilipanga "cruisers mkataba", kuanzia na USS Pensacola ilizinduliwa mwaka 1927, mitambo ya kutumiwa ilitumika kuhifadhiwa uzito, na ilibakia kutumika kwa meli zote za haraka za mvuke baada ya hapo.

Matumizi ya sasa

Tangu miaka ya 1980, mitambo ya mvuke imebadilishwa na mitambo ya gesi kwenye meli za haraka na injini za dizeli kwenye meli nyingine; isipokuwa vyombo vya nyuklia-powered na submarines na flygbolag LNG . [40] Baadhi ya meli ya msaidizi huendelea kutumia propulsion ya mvuke. Katika Navy ya Marekani, turbine ya mvuke yenye nguvu inayotumiwa bado inatumika kwa wote lakini moja ya meli ya Wasp-class amphibious assault. Shirika la Navy la Marekani linatumia pia turbines za mvuke kwenye vyombo vya ndege vya ndege vya nishati ya nyuklia ya Nimitz-darasa na Ford pamoja na manowari yao yote ya nyuklia ( Ohio- , Los Angeles- , Seawolf- , na Virginia-madarasa ). Royal Navy ilimaliza darasa lake la kawaida la vita la ushujaa wa mvuke wa kawaida, kikosi cha kutembea kwa kikapu cha kutokuwa na hofu , mwaka wa 2002. Mwaka 2013, Navy ya Ufaransa ilimaliza zama zake za mvuke na kukomesha mwisho wake wa friji ya Tourville . Miongoni mwa zingine zingine za bluu-maji , Navy ya Kirusi inafanya kazi sasa kwa waendeshaji wa Ndege wa Kuznetsov -kundi na waharibifu wa darasa la Sovremenny . Navy Indian sasa inafanya Vikramaditya INS, iliyobadilishwa Kiev -class carrier carrier ; pia inafanya kazi tatu za friji za Brahmaputra zilizoagizwa mapema miaka ya 2000 na mbili za Munguavari - friji ya kikao iliyopangwa kufanyika kwa ajili ya kufuta.

Wengi majeshi ya majeshi ya kivita ama kustaafu au kuimarisha tena meli zao za vita za mvuke mwaka 2010. Mwaka wa 2017, JMSDF iliondoa chombo chake cha mwisho kinachoendeshwa na mvuke, Shirley -class destroyer JS Kurama . Navy ya Kichina sasa inafanya kazi kwa waendeshaji wa Ndege wa Urusi wa Kuznetsov - waendesha gari na waharibifu wa Sovremenny ; pia kazi zinazotumia mvuke Luda -class waharibifu . Kama ya 2017, Mexico Navy kwa sasa kazi nne zinazotumia mvuke wa zamani wa Marekani Knox -class frigates na mbili zinazotumia mvuke wa zamani wa Marekani Bronstein -class frigates . Navy Royal Thai , Navy Misri na Jamhuri ya China Navy kwa mtiririko huo kazi moja, mbili na sita zamani wa Marekani Knox -darasa frigates . Navy ya Peru sasa inafanya kazi ya zamani ya Kiholanzi De Zeven Provinciën - cruiser cruiser BAP Almirante Grau ; Navy Ecuadorian sasa inafanya kazi ya friji ya chupa ya Condell mbili (iliyobadilishwa frigates ya Leander ).

Watazamaji

Injini ya locomotive ya mvuke ni mvuke ya kukimbia inayoendeshwa na turbine ya mvuke.

Faida kuu ya locomotive ya mvuke ni bora mzunguko wa mizunguko na kupunguzwa nyundo pigo kwenye track. Hata hivyo, hasara ni chini ya nguvu ya pato nguvu hivyo kwamba turbine locomotives walikuwa bora inafaa kwa shughuli za muda mrefu haul katika nguvu pato mara kwa mara. [41]

Mto wa kwanza wa mvua wa reli ya mvuke ulijengwa mwaka wa 1908 kwa Maafisa Meccaniche Miani Silvestri Grodona Comi, Milan, Italia. Mnamo mwaka 1924 Krupp ilijenga ushujaa wa mvuke T18 001, uliofanyika mwaka 1929, kwa Deutsche Reichsbahn .

Upimaji

British, Ujerumani, codes nyingine za kitaifa na za kimataifa za mtihani hutumiwa kusimamisha taratibu na ufafanuzi uliotumika kupima mitambo ya mvuke. Uchaguzi wa msimbo wa mtihani ambao utatumiwa ni makubaliano kati ya mnunuzi na mtengenezaji, na ina umuhimu kwa kubuni wa turbine na mifumo inayohusishwa. Nchini Marekani, ASME imezalisha codes kadhaa za mtihani wa utendaji kwenye mitambo ya mvuke. Hizi ni pamoja na ASME PTC 6-2004, Turbines ya Steam, ASME PTC 6.2-2011, Turbines ya Steam katika Mzunguko Mchanganyiko , PTC 6S-1988, Utaratibu wa Mtihani wa Utendaji wa Mara kwa mara. Nambari hizi za mtihani wa utendaji wa ASME zimekubaliwa na kutambuliwa kimataifa kwa ajili ya kupima mitambo ya mvuke. Aina moja muhimu na ya kutofautisha ya kanuni za mtihani wa utendaji wa ASME, ikiwa ni pamoja na PTC 6, ni kwamba kutokuwa na uhakika wa mtihani wa kipimo huonyesha ubora wa mtihani na hautumiwi kama uvumilivu wa biashara. [42]

Angalia pia

  • Kuwezesha mashine
  • Mvuke wa mvua ya mvua
  • Tesla turbine
  • CSP Turbine

Marejeleo

  1. ^ A Stodola (1927) Steam and Gas Turbines . McGraw-Hill.
  2. ^ Encyclopædia Britannica (1931-02-11). "Sir Charles Algernon Parsons (British engineer) - Britannica Online Encyclopedia" . Britannica.com . Retrieved 2010-09-12 .
  3. ^ Wiser, Wendell H. (2000). Energy resources: occurrence, production, conversion, use . Birkhäuser. p. 190. ISBN 978-0-387-98744-6 .
  4. ^ turbine. Encyclopædia Britannica Online
  5. ^ A new look at Heron's 'steam engine'" (1992-06-25). Archive for History of Exact Sciences 44 (2): 107-124.
  6. ^ O'Connor, J. J.; E. F. Robertson (1999). Heron of Alexandria. MacTutor
  7. ^ " Power plant engineering ". P. K. Nag (2002). Tata McGraw-Hill . p.432. ISBN 978-0-07-043599-5
  8. ^ Taqi al-Din and the First Steam Turbine, 1551 A.D. , web page, accessed on line October 23, 2009; this web page refers to Ahmad Y Hassan (1976), Taqi al-Din and Arabic Mechanical Engineering , pp. 34-5, Institute for the History of Arabic Science, University of Aleppo .
  9. ^ http://www.steamindex.com/people/watt.htm
  10. ^ a b [1] Archived May 13, 2010, at the Wayback Machine .
  11. ^ [2] Archived May 5, 2010, at the Wayback Machine .
  12. ^ Parsons, Sir Charles A. "The Steam Turbine" .
  13. ^ https://books.google.co.uk/books?id=mwkIBgAAQBAJ&pg=PA9&lpg=PA9&dq=Rateau+1896&source=bl&ots=b8hxVrEMpC&sig=OoVAnvt0qFubqTmJxxahQB_xXPM&hl=en&sa=X&ved=0ahUKEwiDwbKGk6rJAhVBDxQKHbClDIkQ6AEIJjAE#v=onepage&q=Rateau%201896&f=false
  14. ^ a b "Capital Goods: China Losing Its Shine" . Societe General.
  15. ^ "Global gas and steam turbine market to reach $43.5bn by 2020" . Power Engineering International. July 31, 2014.
  16. ^ Parsons, Sir Charles A., "The Steam Turbine", p. 7-8
  17. ^ Parsons, Sir Charles A., "The Steam Turbine", p. 20-22
  18. ^ Parsons, Sir Charles A., "The Steam Turbine", p. 23-25
  19. ^ Tamarin, Y. Protective Coatings for Turbine Blades. 2002. ASM International. pp 3-5
  20. ^ H. K. D. H. Bhadeshia. Nickel Based Superalloys. University of Cambridge. http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2003/Superalloys/superalloys.html
  21. ^ Latief, F. H.; Kakehi, K. (2013) “Effects of Re content and crystallographic orientation on creep behavior of aluminized Ni-based single crystal superalloys”. Materials & Design 49 : 485-492
  22. ^ "Steam Turbines (Course No. M-3006)" (PDF) . PhD Engineer . Retrieved 2011-09-22 .
  23. ^ a b c Energy and Environmental Analysis (2008). "Technology Characterization: Steam Turbines (2008)" (PDF) . Report prepared for U.S. Environmental Protection Agency . p. 13 . Retrieved 25 February 2013 .
  24. ^ Whitaker, Jerry C. (2006). AC power systems handbook . Boca Raton, FL: Taylor and Francis. p. 35. ISBN 978-0-8493-4034-5 .
  25. ^ Speed Droop and Power Generation. Application Note 01302. 2. Woodward. Speed
  26. ^ Roymech, http://www.roymech.co.uk/Related/Thermos/Thermos_Steam_Turbine.html
  27. ^ a b "Fundamentals of Engineering Thermodynamics" Moran and Shapiro, Published by Wiley
  28. ^ Leyzerovich, Alexander (2005). Wet-steam Turbines for Nuclear Power Plants . Tulsa OK: PennWell Books. p. 111. ISBN 978-1-59370-032-4 .
  29. ^ "MCC CFXUpdate23 LO A/W.qxd" (PDF) . Retrieved 2010-09-12 .
  30. ^ "New Benchmarks for Steam Turbine Efficiency - Power Engineering" . Pepei.pennnet.com. Archived from the original on 2010-11-18 . Retrieved 2010-09-12 .
  31. ^ https://www.mhi.co.jp/technology/review/pdf/e451/e451021.pdf
  32. ^ Parsons, Sir Charles A., "The Steam Turbine", p. 26-31
  33. ^ Friedman, Norman, "US Destroyers, an Illustrated Design History, Revised Edition, Naval Institute Press, Annapolis: 2004, p. 23-24.
  34. ^ Destroyer History Foundation, "1,500 tonner" web page
  35. ^ Friedman, p. 472
  36. ^ Bowie, David, "Cruising Turbines of the Y-100 Naval Propulsion Machinery"
  37. ^ The Leander Project turbine page
  38. ^ Historic Naval Ships Association website
  39. ^ Friedman, p. 477
  40. ^ "Mitsubishi Heavy starts construction of first Sayaendo series LNG carrier" . December 2012.
  41. ^ Streeter, Tony: 'Testing the Limit' ( Steam Railway Magazine : 2007, 336), pp. 85
  42. ^ William P. Sanders (ed), Turbine Steam Path Mechanical Design and Manufacture, Volume Iiia (PennWell Books, 2004) ISBN 1-59370-009-1 page 292

Kusoma zaidi

Viungo vya nje