Какие бывают турбины: Виды систем турбонаддува

alexxlabОпубликовано

Содержание

Виды систем турбонаддува

Тип первый: VGТ и VNT

Эти турбины изменяют площадь входного канала. Их еще называют турбинами с изменяемой геометрией. Разберем какая разница между двумя типа:

  1. Variable Geometry Turbocharger – турбокомпрессор с изменяемой геометрией разработанный компанией BorgWarner.
  2. Variable Nozzle Turbin – турбокомпрессор с переменным соплом, разработанный компанией Garrett.

Принцип действия турбин с изменяемой геометрией: с помощью изменения площади входного канала регулируется направление, сила и скорость потока отработанных газов, которые подаются на крыльчатку. VGТ и VNT компрессоры применяются при сборке дизельных машин Volkswagen.

Тип второй: Twin Turbo (двойное турбо)

Способ наддува с применением двух турбокомпрессоров называется Твинтурбо, Битурбо (Biturbo). Использование двух турбин позволяет нивелировать инерцию и избежать турбозадержки.

Контроль за работой турбин осуществляется с помощью ЭСУД и датчиков. Схема размещения турбин может быть разной.

Рассмотрим подробнее конструкции Twin Turbo:

  • Параллельная. Одновременно в работу включаются две одинаковые турбины. Отходящие газы после сжимания в компрессорах поступают во впускной коллектор. Оттуда они распределяются по цилиндрам. Такая конструкция обладает повышенной эффективностью, поскольку турбозадержка у двух маленьких турбин меньше, чем у одной большой. Также давление надува возрастает быстрее и турбояма сокращается к минимуму. Чаще всего параллельную конструкцию применяют на дизельных V-образных моторах.
  • Последовательная. Два одинаковых компрессора подсоединяются к двигателю. Только один на постоянную работу, а второй настраивается на определенный режим работы. Иногда они могут работать одновременно. Такая конструкция позволяет избежать турбозадержки и сделать входную мощность максимальной. Последовательная конструкция компрессоров применяется на бензиновых и дизельных двигателях.
  • Ступенчатая. Два компрессора с разными параметрами монтируются последовательно в выпускном и впускном каналах. Клапаны регулируют выхлопные газы и нагнетаемый воздух. Сигналом к подключению того или иного компрессора служит количество оборотов двигателя. Ступенчатая система считается самой совершенной системой наддува. Ее можно встретить на дизельных двигателях от Opel и BMW. Существуют также случаи, когда устанавливаются последовательно даже 3 и 4 турбины.

Тип 3: Twincharger (комбинированный наддув)

Комбинированный наддув получают путем соединения механического и турбо наддува. На низких оборотах двигателя сжатие воздуха происходит с помощью механического компрессора. При увеличении оборотов механический двигатель отключается, а турбонагнетатель включается. После включение турбокомпрессор берет всю нагрузку на себя. Twincharger применяется на двигателях TSI от Volkswagen.

Виды систем турбонаддува | Turbo Magic |

Турбонаддув – эффективный способ добавить мощности ДВС, не увеличивая частоту оборотов коленчатого вала и объем цилиндров. Сегодня мы хотим рассказать вам о том, какие существуют турбины, на какие ДВС их устанавливают и каковы принципы их работы. Популярны 3 вида высокотехнологичных турбин и систем наддува.

1. VGТ и VNT – изменяют площадь входного канала

Агрегат типа VGТ или VNT называют турбиной с изменяемой геометрией.

В чем разница:

  • Variable Geometry Turbocharger – это турбокомпрессор с изменяемой геометрией, разработка принадлежит BorgWarner.
  • Variable Nozzle Turbin – это турбина с переменным соплом, запатентована Garrett.

Как действуют: изменяют площадь входного канала и таким образом регулируют направление, силу и скорость потока выхлопных газов, поступающих на крыльчатку.

VGТ и VNT широко используют на дизелях (на машинах Volkswagen).

2. Twin Turbo – двойное турбо, или спаренные турбокомпрессоры 

Твинтурбо, Битурбо (Biturbo) – так называется способ наддува, в котором задействованы два турбокомпрессора. Благодаря двум турбинам можно преодолеть инерцию и избавиться от турбозадержки. Чтобы регулировать работу турбин, подключают ЭСУД, датчики и т.д. При этом схема расположения турбин может быть разной.

Существуют такие конструкции Twin Turbo:

  • Параллельная. Две турбины, одинаковые по параметрам, включаются и действуют одновременно и параллельно. Отработавшие газы равномерно распределяются между компрессорами, там сжимаются и направляются в общий впускной коллектор, а затем распределяются по цилиндрам. Эффективна потому, что две маленькие турбины дают меньшую турбозадержку, чем один большой турбоагрегат. Быстро увеличивается давления наддува и максимально сокращается турбояма. Используют преимущественно на дизельных V-образных моторах.
  • Последовательная. К двигателю присоединяют два турбокомпрессора, совпадающие по параметрам. Один работает постоянно, другой – включается в определенном режиме работы мотора (зависит от нагрузки и частоты оборотов). В некоторых режимах они работают параллельно. Плюс схемы – убирает последствия турбозадержки, входная мощность – максимальна. Используется на бензиновых двигателях и дизеле.
  • Ступенчатая. Используются два компрессора разных параметров, которые устанавливаются в выпускном и впускном каналах последовательно. Поток выхлопов и нагнетаемого воздуха регулируется клапанами. Разные турбокомпрессоры включаются на разных оборотах двигателя. По техническому уровню признана наиболее совершенной системой наддува. Устанавливают на дизелях от Опель, BMW и др.

Есть случаи последовательной установки трех и четырех турбин:

  • на BMW – triple-turbo;
  • на Bugatti – quad-turbo.

3. Twincharger – комбинированный наддув

Заключается в соединении двух видов наддува: механического и турбо. Механический компрессор осуществляет сжатие воздуха на низких оборотах ДВС, а на высоких он отключается. Когда обороты увеличиваются, включается турбонагнетатель и всю нагрузку по наддуву берет на себя. Twincharger используется в двигателе TSI от Volkswagen.

 

 

 Вернутся к списку «Статьи и новости»

Какие бывают турбины на авто? ᐉ Ответы экспертов Техничка Экспресс

Современные автомобили все чаще оснащаются турбокомпрессором, который необходим для повышения мощности движка. Многие автовладельцы тюнингуют машину своими силами, и также прибегают к установке турбины. В этой статье мы рассмотрим, какие бывают турбины на авто, и как не ошибиться с выбором?

Разновидности

Ошибочно полагать, что турбонагнетатели различаются только по мощности. Агрегаты делятся на три группы:

  • Механические;
  • Классические;
  • Электрические.

Ниже подробно будет описана каждая разновидность.

Механические

Самый простой агрегат, способный увеличить мощность на 5-10%. Число оборотов в минуту достигает 18-20 тыс.

Плюсы:

  • Надежность конструкции;
  • Большой рабочий ресурс;
  • Простота обслуживания;
  • Отсутствие «турбоямы»;
  • Сравнительно легкая установка.

Сегодня такие конструкции ставятся редко. Главный минус – малая отдача.

Классические

Именно такие конструкции ставятся на современные авто. Производительность здесь на порядок больше, чем у описанных выше аналогов – от 200 тыс. оборотов в минуту.

Плюсы:

  • Высокая производительность;
  • Отсутствие соединения с ДВС;
  • Широкий ассортимент запчастей для обслуживания и ремонта.

Но и такие агрегаты не совершенны. Главный недостаток – малый рабочий ресурс. Уже через 150-200 тыс. км пробега турбокомпрессор требует ремонта или замены. Также он чувствителен к качеству топлива и в больших количествах «ест» моторное масло.

Электрические

Эта новинка пока не получила широкого распространения, но имеет большие перспективы.

Плюсы:

  • Высокая мощность;
  • Не зависит от привода и выхлопных газов;
  • Гибкие возможности установки;
  • Отсутствие «турбоямы»;
  • Большой рабочий ресурс;
  • Сравнительно низкая себестоимость.

Сколько прослужит турбина?

Новые модели турбокомпрессоров становятся все более надежными и долговечными. Некоторые из них способны прослужить не меньше, чем сам двигатель. Но чтобы агрегат не вышел из строя раньше времени важно позаботиться о должном обслуживании.

Владельцы турбированных авто должны регулярно проходить ТО, следить за качеством используемого топлива, не забывать про замену моторного масла и воздушного фильтра.

Где купить запчасти?

Интернет-магазин «Техничка-Экспресс» предлагает надежные комплектующие для ремонта и обслуживания турбокомпрессоров различных типов. Здесь в одном месте вы подберете все необходимое. При необходимости консультанты магазина ответят на ваши вопросы и помогут с подбором деталей.

Опять турбины? — журнал «АБС-авто»

Турбокомпрессор – агрегат непростой, замысловатый. У людей, не знакомых с турботехникой, но любопытных, он и все, что с ним связано, вызывает массу вопросов. И сами вопросы, и ответы на них бывают весьма интересные.

Вот такой вопрос: Турбину иногда называют как-то чудно – тур-бо-ком-прес-сор. Почему так? Вопрос, конечно, интере-е-есный…

Корректный ответ на этот вопрос на первый взгляд может показаться абсурдным. И все же: агрегат, который в просторечии принято называть турбиной, – вовсе не турбина. По сути, это – компрессор, т.е. устройство, предназначенное для нагнетания воздуха под давлением.

Строгое техническое наименование этого агрегата – турбокомпрессор (англоязычный вариант – turbocharger, что можно перевести как турбонагнетатель).

«Турбокомпрессор» – сложносоставное слово, главная часть которого, в соответствии с правилами русского языка, именно «компрессор». А приставка «турбо» – всего лишь указание на некоторую особенность основной части. Возвращаясь от лингвистики к технике: в данном случае приставка «турбо» означает, что компрессор приводится в действие турбиной. Вот такая у него, компрессора, особенность. Действительно, как и сам термин, турбокомпрессор – агрегат «сложносоставной». Он состоит из компрессора и турбины, соединенных общим валом. Вал вращается в подшипниках, размещенных в центральном корпусе турбокомпрессора.

Компрессор выполняет основную функцию, возложенную на турбоагрегат. Он нагнетает в двигатель воздух под избыточным давлением, что увеличивает массу поступающего в двигатель окислителя при «прочих равных»: рабочем объеме, диапазоне частот вращения и т. д. Необходимую для этого энергию вырабатывает турбина. Она приводит компрессор во вращение, питаясь дармовыми отработавшими газами, истекающими из двигателя.

Говоря образно, турбокомпрессор – это сказочное существо «тяни-толкай». Турбина – «тяни», компрессор – «толкай». Турбина – горячая часть, компрессор – холодная. Турбина – центростремительная, компрессор – центробежный. В этом они противоположны. А объединяет их (помимо общего вала) принадлежность к одному виду – лопаточным машинам.

Такова «техническая правда» о турбине.

Поэтому расхожая фраза «турбина не дует», которую частенько приходится слышать от расстроенного автовладельца или технически не подкованного сервисмена, имеет хоть какой-то смысл только на сленге, когда словом «турбина» называют весь турбоагрегат. То же словосочетание в техническом контексте бессмысленно. Турбина, являющаяся не более чем приводом компрессора, «дуть» и не должна. Ее миссия – «крутить», в свою очередь, раскручиваясь отработавшими газами.

«Турботехнической правды» ради также стоит уточнить, что турбированные двигатели оснащаются не турбинами (и даже не турбокомпрессорами), а системами турбонаддува. В состав системы вместе с одним и даже несколькими турбокомпрессорами входят соединительные магистрали, патрубки и «шланчики», а также датчики и устройства регулирования.

Вот теперь, продемонстрировав свою техническую грамотность, можно со спокойной совестью вернуться на общепринятый «язык масс».

У меня вопрос: сколько стоит турбина для …? Сколько-сколько? А чего так дорого?

Вопрос, конечно, интере-е-есный…

Его, как правило, задают потенциальные покупатели, которые находятся на начальной стадии процесса поиска жизненно необходимой запчасти. Им приходится растолковывать следующее.

Это – вовсе не турбина. По техническим канонам это – компрессорКомпрессор, холодная часть, «толкай»; турбина, горячая часть, «тяни»; центральный корпус подшипников. Все вместе – турбо-ком-прес-сор

Розничная цена импортных турбокомпрессоров на независимом (от официальных автодилеров) рынке автозапчастей формируется так же, как и других автомобильных агрегатов зарубежного производства. Отправная точка – отпускная цена завода-изготовителя. По пути от заводского склада (чаще – европейского) до магазина она увеличивается на величину таможенной пошлины, стоимость логистики, наценку оптового поставщика и розничного продавца. Конкуренция на независимом «турбомаркете» ограничивает аппетит оптовиков и ритейлеров, так что отпускная цена турбины в итоге возрастает в среднем на 30–40%. Кстати, не так плохо для конечного потребителя – в европейских магазинах те же турбины стоят намного дороже, хотя их не везут за тридевять земель и не растаможивают. Так почему все равно дорого?

Причина – высокая отпускная цена завода-изготовителя, обусловленная следующими, небезосновательными соображениями. Современный турбокомпрессор – высокотехнологичное изделие. В его производстве применяются уникальные дорогостоящие материалы и технологические процессы: жаропрочные высоколегированные сплавы, металлокерамика, высокоточное литье, прецизионная механическая обработка, сварка трением и электронным лучом, многостадийная балансировка деталей, автоматизированная сборка, калибровка и т. д. Современный турбокомпрессор – продукт инновационный. Сумасшедшие темпы развития турботехнологий были бы невозможны без колоссальных вложений в НИОКР и производство. Мировые лидеры турбостроения ежегодно открывают новые заводы и исследовательские центры. По законам бизнеса, вложения должны быть, безусловно, возвращены. Это также учитывается заводом при расчете отпускной цены изделия. Она составляет подавляющую часть (до 70%) стоимости турбины, оплачиваемой российским покупателем.

Язык не поворачивается назвать «это» турбиной. Очевидно, что это «регулируемая двухступен- чатая система турбонаддува» BorgWarner для 3-литрового, 265-сильного турбодизеля BMW M57

Стоимость конкретной модели турбины зависит от многих факторов: конструктивной сложности и степени новизны изделия, его востребованности на рынке, класса автомобиля, для которого она предназначена, а также статуса дистрибьютора и объема закупки.

Так, новые турбины с изменяемой геомет­рией и электронным управлением дороже. Те, что конструктивно проще, например, турбины с байпасным регулированием – дешевле. Это правило нарушается, если мотор давно снят с производства, спрос на турбину на афтемаркете невелик, а потому она выпускается редко и малыми партиями.

При небольших объемах производства, тем не менее, сопряженных с ремонтом технологической оснастки и переналадкой сборочных линий, стоимость устаревших изделий может оказаться сравнимой с ценой новых турбин и даже превысить их. Так что покупка нового заводского турбоагрегата для 15–20-летней машины, как правило, оказывается экономически нецелесообразной. В таких случаях выгоднее поискать восстановленную турбину или отремонтировать неисправную.

Турбина BorgWarner с технологией VTG и электронным актюатором для 3-литровых турбодизелей VAG. Она просто обязана быть недешевойНа афтемаркет поступают оригинальные турбины, но в заводской упаковке и с заводской биркой

Розничные цены на новые оригинальные турбины на афтемаркете следуют тем же закономерностям, что и заводские. Они незначительно, в пределах нескольких процентов, колеб­лются от продавца к продавцу. Если же кто-то предлагает «новую» турбину по «спеццене», на десятки процентов дешевле среднерыночной, – значит, продавец торгует себе в убыток. Такое бывает?

Подскажите, сколько стоит турбина для …? Сколько-сколько? А чего так дешево?

Вопрос, конечно, интере-е-есный…

Турбопроизводство – это суперсовременные методы изготовления и контроля

Такой вопрос задают покупатели, которые уже прочесали изрядную долю рынка запчастей и убедились, что турбокомпрессор – дорогой агрегат. «Дорогой», так же как и «дешевый», – понятие относительное. Относительно чего турбина на афтемаркете кажется подозрительно дешевой? Выясняется, что она такова в сравнении с «оригинальным» агрегатом, который предлагают официальные дилеры автопроизводителей через свои торговые и сервисные подразделения. Действительно, стоимость турбины на независимом рынке и у «зависимых» официалов отличается … в разы! У покупателя, морально не готового к такой ситуации, закономерно возникает вопрос, обозначенный выше. «Это что, не оригинал? Китай?», – переживает он, настроенный заверениями автодилера, что единственно возможный, «самый оригинальный оригинал» можно купить только у него. Так ли это?

Хороший повод для того, чтобы напомнить, как устроено мировое турбопроизводство. Начнем с главного: никаких оригинальных «мерседесовских», «фольксвагеновских», «фор­довских» и прочих «…ских» турбин в природе не существует. Только два автоконцерна имеют в своем составе специализированные предприятия по производству турбокомпрессоров. Это японские Toyota и Mitsubishi. Но даже они не все моторы оснащают «своими» турбинами, иногда в силу разных причин отдавая предпочтение продукции сторонних производителей. Все остальные автозаводы без вариантов получают на сборочные конвейеры турбины от мировых «грандов» турбостроения. Кто они, эти неизвестные рядовому потребителю производители турбокомпрессоров?

Это два транснациональных гиганта турбо­отрасли (и два давнишних конкурента): Honeywell Turbo Technologies (HTT), выпускающий турбины под торговой маркой Garrett, и BorgWarner Turbo Systems (BWTS) с легковой линейкой KKK (3К) и грузовыми турбинами Schwitzer. Это два японских предприятия: Mitsubishi Heavy Industries (MHI) с европейским отделением Mitsubishi Equipment Europe (MEE) и подразделение японского аэрокосмического концерна Ishikawajima Heavy Industries (IHI), маркирующие свою продукцию MHI и IHI соответственно. Наконец, это производитель турбокомпрессоров марки Holset для коммерческой автотехники, недавно ставший частью известного разработчика дизелей Cummins и получивший новое название Cummins Turbo Technologies (CTT). Пожалуй, это все, кто удовлетворяют потребности автозаводов в турбокомпрессорах.

Если с этого «гарретта» срезать заводскую бирку, откроется маркировка, указывающая, что это оригинальная деталь двигателя Mercedes OM642

Выиграв тендер на разработку и поставку турбины автозаводу X для двигателя Y, один из перечисленных выше производителей получает приз – возможность плановой поставки большого количества продукции на первый монтаж, т.е. на конвейер и для нужд официального послепродажного сервиса. В течение 2–3 лет (в зависимости от договоренности) с начала выпуска мотора автозавод получает «эксклюзив» на новую турбину. В это время ее можно найти только у автодилеров. По прошествии этого срока производитель турбины получает право самостоятельно продавать новое изделие на независимом афтемаркете через свою дистрибьюторскую сеть.

Продукция, которую турбопроизводители поставляют на рынок запчастей, – это такие же турбины, что отгружаются автозаводам. Они выходят с тех же производственных линий, одних и тех же предприятий. В то же время у них есть отличия в маркировке и упаковке. На независимый турбомаркет агрегаты поступают в упаковке завода-изготовителя и под заводскими номерами. Использовать фирменные эмблемы и ОЕ номера деталей по своему усмотрению производители турбин обычно не имеют права – это собственность автозаводов. Поэтому зачастую с турбин, предназначенных для афтемаркета, эти «запретные знаки» удаляют (довольно грубо, абразивной обработкой) или маскируют – наклеивают новую бирку поверх оригинальной гравировки. Обычно это и вызывает сомнения у покупателя: турбина-то внешне абсолютно идентична той, что стояла на двигателе… А где же мерседесовская звезда? А почему на шильдике нет номера А6420905980?

Человек, не сведущий в тонкостях турборынка, решит, что это агрегат производства Volvo. Отнюдь: эту турбину на конвейер и афтемаркет поставляет MHI«Самый оригинальный оригинал» для моторов Mercedes OM646 (Vito, Viano 2,2 CDI) делает японская IHI

Выходит, одни и те же агрегаты доходят до конечного покупателя двумя маршрутами: через многоуровневую официальную дилерскую сеть производителя автомобиля и напрямую, от завода-изготовителя. Почему коробка с эмблемой автозавода и ОЕ-номер на бирке увеличивают цену турбины в 2–3 раза – судить не нам. Но если покупатель готов платить за них – это его право. Надо отдать должное коммерческой хватке автодилеров: попробуйте-ка продать вещь втридорога, когда она же за углом продается в разы дешевле! И ведь продают! Часть клиентов просто не осведомлена о существовании независимого турборынка, кого-то убеждают авторитетными рассуждениями про «оригинальный оригинал», а к несговорчивым, купившим турбину «на стороне», нередко применяют особые методы убеждения. Будет повод – расскажем и про них.

Завершим тем, с чего начали: оригинальных «мерседесовских», «фольксвагеновских», «фордовских» и прочих «…ских» турбин в природе не существует. Есть только оригинальные «гарреты», «ка-ка-ка-шки», «швицеры», «эм-эйч-ай»… Ничего необычного: точно так же нет, например, генераторов BMW или оптики Opel, но есть генераторы Bosch и фары Hella. И никому не придет в голову подозревать в неоригинальности автоматы ZF. Даже если на алюминиевой улитке турбокомпрессора красуется отлитая эмблема Ford, это всего лишь значит, что этот уважаемый автопроизводитель заказал у концерна Honeywell турбину Garrett с таким декором.

Вот такой вопрос: первая турбина на моем автомобиле прошла XXL километров. После замены вторая пробежала всего X километров. В чем причина? Турбина «не алё»?

Вопрос, конечно, интере-е-есный…

Ответ на него можно начать вот с чего. Если после сервисной замены турбина продержалась на двигателе Х километров, считайте, что вам повезло. Нередко случается, что после замены турбины машина не успевает съехать с подъемника, как турбину вновь нужно менять. Такие случаи порождают у сервисников и их клиентов предубеждение в низком качестве купленной ими запчасти. Возникают слухи о каких-то особо оригинальных турбинах, которые по ресурсу значительно превосходят агрегаты, продающиеся на афтемаркете. Такую поставил – и гоняй-не грусти следующие XXL километров! На деле проблема чаще всего не в турбине.

Сами производители турбин о ресурсе своей продукции говорят так. Срок службы турбокомпрессора сравним с ресурсом двигателя… И далее – важное уточнение: …если параметры систем двигателя соответствуют заводским спецификациям! Трудно не согласиться с этим, если вспомнить, что турбокомпрессор – единственный агрегат двигателя, который тесно взаимодействует практически со всеми системами двигателя: впуска, смазки, охлаждения, дозирования топлива, вентиляции картера, рециркуляции и выпуска отработавших газов. К тому же это наиболее высоконагруженный агрегат двигателя, он работает на режимах, близких к предельно допустимым. Поэтому любой незначительный сбой в работе систем двигателя как минимум сокращает его ресурс, а существенное отклонение параметров может и вовсе привести к быстрому аварийному отказу. Недаром турбокомпрессор называют индикатором состояния двигателя. Если в моторе что-то не в порядке – турбина первой «просигналит» об этом.

Если бы Perkins был против размещения своего логотипа на продукции для независимого афтемаркета, его бы удалили с этой оригинальной турбины на заводе HoneywellС этим воздушным фильтром турбокомпрессор обречен на повышенный вынос масла во впускную систему двигателяТакое состояние систем впуска и рециркуляции – обычное дело. Тут и до беды недалеко

Что происходит с системами двигателя по мере его эксплуатации – вопрос риторический. Конечно, они деградируют, их работоспособность объективно ухудшается, что однозначно отражается на ресурсе турбокомпрессора. Износился масляный насос – сократилась подача масла к турбине – узел подшипников время от времени работает в режиме полусухого трения. Разладилась система топливоподачи – увеличилась температура отработавших газов – детали турбины испытывают термическую перегрузку. Снизилась пропускная способность катализатора или сажевого фильтра – возросло давление в турбине – ротор подвергается чрезмерной осевой нагрузке. В любом из этих (и десятках аналогичных) случаев ни одна турбина не протянет заветные XXL километров. Именно поэтому процедура замены турбины предусматривает диагностику систем двигателя. Не проверив их и не устранив хотя бы наиболее критические неисправности, нечего и думать о продолжительном ресурсе турбины.

Вопрос о причине отказа предыдущей турбины практически у каждого покупателя вызывает неподдельное удивление: «Какая причина? Время ее пришло!». Полная фигня! Турбина – не расходная деталь, ее сервисная замена планами ТО автомобиля не предусмотрена. Значит, отказ турбины – это не норма, а отклонение от нее, авария, спровоцированная какой-то причиной или причинами. В двигателе что-то разладилось настолько, что и без того тяжкая жизнь турбины стала просто невыносимой. Понятно, что бездумная замена неисправной турбины на новую – устранение следствия, что не решает саму проблему. Поэтому рекомендации по замене агрегата у каждого турбопроизводителя начинаются с одной и той же фразы: «Прежде чем менять вышедшую из строя турбину, нужно обязательно выяснить и устранить причину ее поломки. Иначе новую турбину вскоре постигнет та же участь».

Попробуйте с этим поспорить!

Продолжение следует

Уникальную информацию по устройству, эксплуатации и ремонту систем турбонаддува смотрите на сайте turbomaster.ru

  • Сергей Самохин

Турбокомпрессор: сердце системы наддува воздуха

Турбокомпрессор: сердце системы наддува воздуха

Для повышения мощности двигателей внутреннего сгорания широкое применение находят специальные агрегаты — турбокомпрессоры. О том, что такое турбокомпрессор, каких типов бывают эти агрегаты, как они устроены и на каких принципах основана их работа, а также об их обслуживании и ремонте читайте в статье.


Что такое турбокомпрессор?

Турбокомпрессор — основной компонент системы агрегатного наддува двигателей внутреннего сгорания, агрегат для повышения давления во впускном тракте двигателя за счет энергии отработавших газов.

Турбокомпрессор применяется для повышения мощности двигателя внутреннего сгорания без коренного вмешательства в его конструкцию. Данный агрегат повышает давление во впускном тракте двигателя, обеспечивая подачу в камеры сгорания увеличенного количества топливно-воздушной смеси. В этом случае сгорание происходит при более высокой температуре с образованием большего объема газов, что приводит к повышению давления на поршень и, как следствие, к росту крутящего момента и мощностных характеристик двигателя.

Применение турбокомпрессора позволяет увеличить мощность двигателя на 20-50% с минимальным увеличением его стоимости (а при более значительных доработках рост мощности может достигать 100-120%). Благодаря своей простоте, надежности и эффективности системы наддува на основе турбокомпрессоров находят самое широкое применение на всех типах транспортных средств с ДВС.


Типы и характеристики турбокомпрессоров

Сегодня существует большое разнообразие турбокомпрессоров, но их можно разделить на группы по назначению и применимости, типу используемой турбины и дополнительному функционалу.

По назначению турбокомпрессоры можно разделить на несколько типов:

  • Для одноступенчатых систем наддува — один турбокомпрессор на двигатель, либо два и более агрегатов, работающих на несколько цилиндров;
  • Для последовательных и последовательно-параллельных систем надува (различные варианты Twin Turbo) — два одинаковых или разных по характеристикам агрегата, работающих на общую группу цилиндров;
  • Для двухступенчатых систем наддува — два турбокомпрессора с различными характеристиками, которые работают в паре (последовательно друг за другом) на одну группу цилиндров.

Наиболее широкое применение находят одноступенчатые системы наддува, построенные на основе одного турбокомпрессора. Однако такой системе может присутствовать два или четыре одинаковых агрегата — например, в V-образных двигателях используются отдельные турбокомпрессоры на каждый ряд цилиндров, в многоцилиндровых моторах (более 8) могут применяться четыре турбокомпрессора, каждый из которых работает на 2, 4 или более цилиндров. Меньшее распространение получили двухступенчатые системы наддува и различные вариации Twin-Turbo, в них используется два турбокомпрессора с различными характеристиками, которые могут работать только в паре.

По применимости турбокомпрессоры можно условно разделить на несколько групп:

  • По типу двигателя — для бензиновых, дизельных и газовых силовых агрегатов;
  • По объему и мощности двигателя — для силовых агрегатов малой, средней и большой мощности; для высокооборотистых двигателей, и т.д.

Турбокомпрессоры могут оснащаться турбиной одного из двух типов:

  • Радиальной (радиально-осевой, центростремительной) — поток отработавших газов подается на периферию крыльчатки турбины, движется к ее центру и выводится в осевом направлении;
  • Осевой — поток отработавших газов подается вдоль оси (к центру) крыльчатки турбины и выводится с ее периферии.

Сегодня применяются обе схемы, но на двигателях небольшого объема чаще можно встретить турбокомпрессоры с радиально-осевой турбиной, а на мощных силовых агрегатах предпочтение отдается осевым турбинам (хотя это и не является правилом). Независимо от типа турбины, все турбокомпрессоры оснащаются центробежным компрессором — в нем воздух подается к центру крыльчатки и отводится от ее периферии.

Современные турбокомпрессоры могут иметь различный функционал:

  • Двойной вход — турбина имеет два входа, на каждый из них поступают отработавшие газы от одной группы цилиндров, такое решение снижает перепады давления в системе и улучшает стабильность наддува;
  • Изменяемая геометрия — турбина имеет подвижные лопасти или скользящее кольцо, посредством которых можно изменять поток отработавших газов на рабочее колесо, это позволяет изменять характеристики турбокомпрессора в зависимости от режима работы двигателя.

Наконец, турбокомпрессоры отличаются основными эксплуатационными характеристиками и возможностями. Из основных характеристик этих агрегатов следует выделить:

  • Степень повышения давления — отношение давления воздуха на выходе компрессора к давлению воздуха на входе, лежит в пределах 1,5-3;
  • Подача компрессора (расход воздуха через компрессор) — масса воздуха, проходящая через компрессор за единицу времени (секунду), лежит в пределах 0,5-2 кг/с;
  • Рабочий диапазон оборотов — лежит в пределах от нескольких сотен (для мощных тепловозных, промышленных и иных дизелей) до десятков тысяч (для современных форсированных двигателей) оборотов в секунду. Максимальная скорость ограничена прочностью рабочих колес турбины и компрессора, при слишком высокой скорости вращения за счет центробежных сил колесо может разрушиться. В современных турбокомпрессорах периферийные точки колес могут вращаться со скоростями 500-600 и более м/с, то есть — в 1,5-2 раза быстрее скорости звука, это и обуславливает возникновение характерного свиста турбины;
  • Рабочая/максимальная температура отработавших газов на входе в турбину — лежит в пределах 650-700°С, в отдельных случаях достигает 1000°С;
  • КПД турбины/компрессора — обычно составляет 0,7-0,8, в одном агрегате КПД турбины обычно меньше КПД компрессора.

Типовая схема системы агрегатного наддува воздуха ДВС

Также агрегаты отличаются размерами, типом монтажа, необходимостью применять вспомогательные компоненты и т.д.


Конструкция турбокомпрессора

В общем случае турбокомпрессор состоит из трех основных узлов:

  1. Турбина;
  2. Компрессор;
  3. Корпус подшипников (центральный корпус).

Турбина — агрегат, преобразующий кинетическую энергию отработавших газов в механическую энергию (в крутящий момент колеса), которая обеспечивает работу компрессора. Компрессор — агрегат для нагнетания воздуха. Корпус подшипников связывает оба агрегата в единую конструкцию, а расположенный в нем вал ротора обеспечивает передачу крутящего момента от колеса турбины на колесо компрессора.


Разрез турбокомпрессора

Турбина и компрессор имеют схожую конструкцию. Основой каждого из этих агрегатов выступает корпус-улитка, в периферийной и центральной части которого расположены патрубки для соединения с системой наддува. У компрессора впускной патрубок всегда находится в центре, выпускной (нагнетательный) — на периферии. Такое же расположение патрубков у осевых турбин, у радиально-осевых турбин расположение патрубков обратное (на периферии — впускной, в центре — выпускной).

Внутри корпуса располагается колесо с лопатками специальной формы. Оба колеса — турбинное и компрессорное — удерживаются общим валом, который проходит через корпус подшипников. Колеса — цельнолитые или составные, форма лопаток турбинного колеса обеспечивает максимально эффективное использование энергии отработавших газов, форма лопаток компрессорного колеса обеспечивает максимальный центробежный эффект. В современных турбинах высокого класса могут использоваться составные колеса с керамическими лопатками, которые имеют низкую массу и обладают лучшими характеристиками. Размер колес турбокомпрессоров автомобильных двигателей — 50-180 мм, мощных тепловозных, промышленных и иных дизелей — 220-500 и более мм.

Оба корпуса монтируются на корпус подшипников с помощью болтов через уплотнения. Здесь располагаются подшипники скольжения (реже — подшипники качения специальной конструкции) и уплотнительные кольца. Также в центральном корпусе выполняются масляные каналы для смазки подшипников и вала, а в некоторых турбокомпрессорах и полости водяной рубашки охлаждения. При монтаже агрегат соединяется с системами смазки и охлаждения двигателя.

В конструкции турбокомпрессора могут быть предусмотрены и различные вспомогательные компоненты, в том числе детали системы рециркуляции отработавших газов, масляные клапаны, элементы для улучшения смазки деталей и их охлаждения, регулировочные клапаны и т.д.

Детали турбокомпрессора изготавливаются из специальных марок стали, для колеса турбины применяются жаропрочные стали. Материалы тщательно подбираются по коэффициенту температурного расширения, что обеспечивает надежность конструкции на различных режимах работы.

Турбокомпрессор включается в систему наддува воздуха, в которую также входят впускной и выпускной коллекторы, а в более сложных системах — интеркулер (радиатор охлаждения наддувного воздуха), различные клапаны, датчики, заслонки и трубопроводы.


Принцип работы турбокомпрессора


Принцип работы турбокомпрессора

Функционирование турбокомпрессора сводится к простым принципам. Турбина агрегата внедряется в выпускную систему двигателя, компрессор — во впускной тракт. Во время работы мотора выхлопные газы поступают в турбину, ударяются о лопатки колеса, отдавая ему часть своей кинетической энергии и заставляя ее вращаться. Крутящий момент от турбины посредством вала напрямую передается на колеса компрессора. При вращении колесо компрессора отбрасывает воздух на периферию, повышая его давление — этот воздух подается во впускной коллектор.

Одиночный турбокомпрессор имеет ряд недостатков, основной из которых — турбозадержка или турбояма. Колеса агрегата имеют массу и некоторую инерцию, поэтому не могут мгновенно раскручиваться при повышении оборотов силового агрегата. Поэтому при резком нажатии на педаль газа турбированный двигатель разгоняется не сразу — возникает короткая пауза, провал мощности. Решением этой проблемы служат специальные системы управления турбиной, турбокомпрессоры с изменяемой геометрией, последовательно-параллельные и двухступенчатые системы наддува, и другие.


Вопросы обслуживания и ремонта турбокомпрессоров

Турбокомпрессор нуждается в минимальном техническом обслуживании. Главное — вовремя производить замену масла и масляного фильтра двигателя. Если мотор еще может какое-то время работать на старом масле, то для турбокомпрессора оно может стать смертельно опасным — даже незначительное ухудшение качества смазочного материала на высоких нагрузках может привести к заклиниванию и разрушению агрегата. Также рекомендуется периодически очищать детали турбины от нагара, что требует ее разбора, однако эту работу следует выполнять только с применением специального инструмента и оборудования.

Неисправный турбокомпрессор в большинстве случаев проще заменить, чем ремонтировать. Для замены необходимо использовать агрегат того же типа и модели, что был установлен на двигателе ранее. Монтаж турбокомпрессора с иными характеристиками может нарушить работу силового агрегата. Подбор, монтаж и настройку агрегата лучше доверять специалистам — это гарантирует правильное выполнение работ и нормальную работу двигателя. При правильной замене турбокомпрессора двигатель снова обретет высокую мощность и сможет решать самые сложные задачи.

Другие статьи

#Палец штанги реактивной

Палец штанги реактивной: прочная основа шарниров штанг

23.06.2021 | Статьи о запасных частях

В подвесках грузовых автомобилей, автобусов и другой техники предусмотрены элементы, компенсирующие реактивный момент — реактивные штанги. Соединение штанг с балками мостов и рамой осуществляется с помощью пальцев — об этих деталях, их типах и конструкции, а также о замене пальцев читайте в статье.

#Клапан МАЗ включения привода сцепления

Клапан МАЗ включения привода сцепления

16.06.2021 | Статьи о запасных частях

Многие модели автомобилей МАЗ оснащаются приводом выключения сцепления с пневматическим усилителем, важную роль в работе которого играет клапан включения привода. Все о клапанах включения привода сцепления МАЗ, их типах и конструкции, а также о подборе, замене и ТО данной детали — узнайте из статьи.

Типы паровых турбин и их назначение

Паровая турбина — это механизм, осуществляющий переработку тепловой энергии, полученной от пара, в энергию вращения

Турбины работают при наличии в них нагретого пара, который является источником энергии. Поступает такой пар в турбины из специального котла. Температура пара, поступившего в турбину, может различаться. Но основные показатели находятся в пределах 490-580 градусов Цельсия. Давление также отличается. Основные его показатели — 90 атмосфер, 140 атмосфер, 230 атмосфер.

Классифицируются паровые турбины следующим образом: противодавленческие, теплофикационные с отбором пара на производство, конденсационные, теплофикационные.

Все эти турбины отличаются количеством пара, использованного в работе и количеством пара, не участвовавшего в производстdе, а использующийся для других нужд.

Конденсационные турбины

Является самым распространенным в производстве типом паровых турбин. Обычно, с такой турбиной в комплекте идет конденсатор-устройство, предназначенной для сбора использованного пара. Абсолютно весь отработавший пар поступает в конденсатор.

Основной задачей конденсационных паровых турбин является выработка электричества. Соответственно, подобного типа турбины используются на электростанциях. На ТЭЦ также можно поставить, но обычно они там не используются. Пар из котла поступает в турбину и совершает работу, необходимую для получения электроэнергии. Возможность получения тепловой энергии с таких турбин присутствует, но обычно не используется.

В Советское время производством таких труб занимался Ленинградский металлический завод. Сейчас же это ОАО «Силовые машины».

Теплофикационные турбины

Представляют собой турбины типа «Т». Широко используются на тепловых электростанциях, так как с их помощью имеется возможность вырабатывать не только электричество но и тепловую энергию.

Турбина способна отбирать пар с помощью поворотной диафрагмы. Данный процесс является контролируемым. Отобранный пар затем поступает в определенные обогреватели, с которых энергия тепла уже передается воде.

В летнее время теплофикационные турбины способны работать в конденсационном режиме. В данном случае пар до сетевых подогревателей не доходит, а в полном объеме используется для выработки электричества.

Производством теплофикационных турбин занимается Уральский турбинный завод.

Теплофикационные турбины с промышленным отбором пара

Турбины с маркировкой «ПТ»

Название данных турбин дает понять, что определенная часть пара в процессе производства энергии уходит на промышленные нужды( к примеру для работы самого завода и т.п). После пар возвращается в виде жидкости, то есть конденсата, либо же полностью испаряется.

На данный момент теплофикационные турбины на производстве практически не используются, за редким исключением. В СССР они пользовались популярность для установки на тепловые электростанции недалеко от промышленных предприятий, заводов и т.д.

Противодавленческие турбины

Маркирова противодавленческих турбин «P».

Особенность противодавленческих турбин является отсутствия конденсатора, куда бы поступал использованный пар. Поэтому последний в свою очередь поступает на использование стороннему потребителю, что немного схоже с теплофикационными турбинами промышленного типа.

На данный момент противодавленческие турбины также как и турбины с маркировкой «ПТ» не используются в производстве, если не брать во внимание отдельные случаи. В Советское время данная модель еще находила себе применение, но после распада союза надобность в таких типах турбин отпала, так как возникла проблема в нахождении внешнего потребителя. При отсутствии последнего невозможно использование противодавленческих турбин для осуществления выработки энергии, соответственно они пришли в ненадобность.

Но затем инженеры нашли отличное решение для усовершенствования противодавленческих турбин. В придачу к ним устанавливались турбины с маркировкой «К», то есть конденсационные, рассчитанные на работу с паром, имеющим низкое давление. Как известно, турбинам типа «Р» необходимо наличие стороннего потребителя, что решается с помощью конденсационных турбин. После того как пар отработал в противодавленческих турбинах, он поступает в турбины типа К, где уже окончательно завершает свою работу и переходит в конденсат.

Melett Turbo Glossary

A/RA/R (Поверхность / радиус) — это термин, используемый для определения геометрической характеристики для всех корпусов турбины и компрессора.
Центральные корпусаКорпус из литейного чугуна — центр турбокомпрессора, который является основой для крепления следующих компонентов: кольцевое уплотнение поршня турбины, опорный подшипник (или несколько подшипников) и упорный подшипник, на которые подается масло под давлением из двигателя.
Дроссельная линияОпределяет предельный центробежную силу; расположена с правой стороны на кривой графика компрессора.
Картриджи(Узел вращения центрального корпуса) CHRA по своей сущности является турбокомпрессором без корпусов компрессора и турбины, включая в себя полный узел вращения, вал и крыльчатку, центральный корпус и крыльчатку компрессора.
Колеса компрессора (крыльчатки)Радиальный многолопастный компрессор в турбокомпрессоре, который забирает отфильтрованный внешний воздух, сжимает его в своем корпусе и выдает на вход двигателя.
Корректировка расхода воздухаЧтобы нанести данные по расходу воздуха на кривую компрессора, необходимо убедиться, что расход выбран правильно, с учетом всех факторов, влияющих на плотность воздуха, таких как атмосферные условия
Свободно плавающийЭто турбокомпрессор без перепускной заслонки для отработавших газов. Соответственно, такой турбокомпрессор не способен регулировать собственный уровень наддува.
Теплоотражательные щитыТонкия пластина, которая защищает и разделяет верхнюю часть центрального корпуса от высоких температур выхлопных газов. Располагается между центральным корпусом и вращающимся колесом турбины.
Подшипники (втулки)Входит в отверстие центрального корпуса и препятствует радиальному смещению вала с крыльчаткой.
Корпуса турбины по линии центраРасположение корпусов турбины по линии центра — это старая конструкция корпуса турбины со входом на центральной линии.
Кольцевые прокладкиНеподвижное уплотнение для предотвращения попадания масла или воздуха между разными компонентами.
Превышение оборотовЭтот термин используют, когда турбокомпрессор работает с превышением предела для штатного режима.
КольцаТип уплотнения, широко используемый в турбокомпрессорах для предотвращения попадания воздуха, газа или масла в защищенные объемы. Уплотнение дифференциального давления.
Отношение давленийАбсолютное давление на выходе, деленное на абсолютное давление на входе Например: (Наддув + дифф. давл. интеркулера + атмосф.) / (атмосф.-дифф. давл. фильтра) = Отношение давлений
Ремонтные наборыМалый ремонтный набор — содержит основные компоненты; Большой ремонтный набор — содержит все компоненты, необходимые для ремонта турбокомпрессора; Универсальный набор — включает все варианты для случаев, когда в модель вносилось несколько изменений. Пример: крыльчатки компрессора с плоской или приподнятой задней поверхностью, обычные или утонченные валы и т. д.
Передние крышкиКомпонент, изготавливаемый обычно из алюминия, с отверстием для уплотнения окончания поршневого кольца компрессора, который вращается в канавке маслоотбойного кольца или упорного кольца. На некоторых моделях этот компонент удвоен, так как служит опорным фланцем для крепления корпуса компрессора.
Валы и колесаСобранный узел, объединяющий в один компонент вал и крыльчатку турбины (также называемый «колесо турбины»), который использует отработавший газ из двигателя для вращения турбины, которая в свою очередь вращается как воздушный насос.
Гайки валаУдерживают крыльчатку компрессора и прочие детали группы ротора на валу; как правило, имеют левую резьбу на современных турбокомпрессорах; эти прецизионные гайки должны быть затянуты с определенным моментом.
Упорные подшипникиОдинарный плоский подшипник, который воспринимает положительные и отрицательные осевые нагрузки, генерируемые при ускорении и замедлении ротора турбокомпрессора. Это фиксированный подшипник, внутри него вращается упорное кольцо. Пленка масла под давлением разделяет поверхности подшипника с уклоном и опорные поверхности кольца.
Упорное кольцоУстановлено между опорным подшипником и упорным подшипником, работает как демпфер, не позволяющий деталям соприкасаться.
Маслосъемные кольца упорного подшипникаРасположены на валу турбины в отверстии уплотнительной шайбы, служат сепаратором или уплотнением между упорным подшипником, уплотнительной шайбой и крыльчаткой компрессора;
Шайба упорного подшипникаПоловина комплектного упорного кольца, которая вращается под упорным подшипником. Упорное кольцо состоит из двух частей и служит для поворота на 360 градусов вокруг упорного подшипника.
Запорная частьПространство для разделения крыльчаток турбины и компрессора. Для расчета запорной части нужно воспользоваться диаметрами впускного и выпускного каналов. Например: впускной2/выпускной 2 = запорная часть.

Turbine — Energy Education

Рис. 1. Турбины могут быть довольно большими, паровая турбина вверху масштабируется вместе с человеком. [1]

Турбина — это устройство, которое использует кинетическую энергию некоторой жидкости, такой как вода, пар, воздух или газообразные продукты сгорания, и превращает ее во вращательное движение самого устройства. [2] Турбины обычно используются в производстве электроэнергии, двигателях и силовых установках. Турбины — это машины (в частности, турбомашины), потому что турбины передают и модифицируют энергию.Простая турбина состоит из ряда лопаток — в настоящее время сталь является одним из наиболее распространенных используемых материалов — и позволяет жидкости попадать в турбину, толкая лопатки. Эти лопасти вращаются во время протекания жидкости, улавливая часть энергии в виде вращательного движения. Жидкость, протекающая через турбину, теряет кинетическую энергию и покидает турбину с меньшей энергией, чем вначале. [2]

Турбины используются во многих различных областях, и каждый тип турбины имеет немного отличающуюся конструкцию для правильного выполнения своей работы.Турбины используются в ветроэнергетике, гидроэнергетике, в тепловых двигателях и для движения. Турбины чрезвычайно важны из-за того, что почти все электричество производится путем преобразования механической энергии турбины в электрическую энергию через генератор. [2]

Тепловые двигатели

основная статья

В тепловых двигателях используются турбины (а также поршни), поскольку они могут эффективно извлекать энергию из жидкостей.Кроме того, турбины требуют довольно небольшого обслуживания.

Газовые турбины часто используются в тепловых двигателях, поскольку они являются одними из самых гибких типов турбин. Одно из конкретных применений этих газовых турбин — в реактивных двигателях. [2] В этих газовых турбинах сжатый воздух нагревается и смешивается с некоторым количеством топлива. Когда эта смесь воспламеняется, она быстро расширяется. Расширяющийся воздух проталкивается в турбину, заставляя ее вращаться. Поскольку они используют сжатый воздух, большие высоты не влияют на эффективность турбин, что делает их идеальными для использования в самолетах. [3] . Схема газовой турбины показана на рисунке 2 ниже.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. [4]

Эти турбины используются не только в самолетах, но и для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе. Дымовые газы в этом случае возникают в результате сгорания природного газа. [3]

Производство электроэнергии

Гидроэлектроэнергия

основная статья и | 3D модель
Рисунок 3.Схема гидроэлектрической турбины. [5]

На гидроэлектростанциях вода удерживается за плотиной и сбрасывается через напорный водовод. Вода, обладающая кинетической и потенциальной энергией, может падать на турбину, которая вращает вал, соединенный с генератором, таким образом вырабатывая электричество. Эти турбины необходимы в области гидроэнергетики — процесса получения энергии из воды.

Конструкция гидроэлектрических турбин аналогична для различных типов гидроэлектростанций (дополнительную информацию см. В русловых гидроэлектростанциях и водохранилищах).К вращающемуся валу или пластине прикреплен ряд лопастей. Затем вода проходит через турбину над лопастями, заставляя внутренний вал вращаться. Затем это вращательное движение передается генератору, в котором вырабатывается электричество. Существует множество различных типов турбин, которые лучше всего использовать в разных ситуациях. Каждый тип турбины создан для обеспечения максимальной мощности в той ситуации, в которой он используется (примеры различных типов гидроэнергетических турбин включают турбины Фрэнсиса, турбины Каплана и турбины Пелтона).Есть много факторов, которые необходимо изучить, чтобы определить, какую турбину следует использовать. Эти факторы включают гидравлический напор, сброс гидроэлектростанции и стоимость. [6]

На этих объектах обычно используются два типа турбин, выбор которых зависит от характеристик гидроэлектростанции. Это реактивные и импульсные турбины. Для получения дополнительной информации о том, как работают эти турбины, и более подробной информации о других турбинах щелкните здесь.

Рисунок 4. Схема ветряной турбины. [7]

Ветер

основная статья и 3D модель

Ветровые турбины работают путем преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию, которая используется для выработки электроэнергии путем вращения генератора. Эти турбины могут быть наземными или морскими ветряными. Эти турбины состоят из трех основных компонентов. Первым из них являются лопасти несущего винта, которые имеют форму крыльев самолета и предназначены для улавливания воздуха, заставляя лопасти вращаться.Второй компонент — гондола, набор шестерен и генератор, преобразующий вращение лопасти в электрическую энергию. Наконец, башня — это большая подставка, на которой установлены лопасти и гондола. [8]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Turbine Philippsburg [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Turbine_Philippsburg-1.jpg
  2. ↑ 2.0 2,1 2,2 2,3 Энергетический словарь под редакцией Катлера Дж. Кливленда и Кристофера Г. Морриса, Elsevier, 2014. ProQuest Ebook Central, https: //ebookcentral-proquest-com.ezproxy.lib. ucalgary.ca/lib/ucalgary-ebooks/detail.action?docID=1821967.
  3. ↑ 3,0 3,1 Energy.gov. (2 сентября 2015 г.). Как работают газовые турбины [Online]. Доступно: http://energy.gov/fe/how-gas-turbine-power-plants-work
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  5. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Водяная турбина [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water_turbine.svg.
  6. ↑ BrightHub Engineering. (2 сентября 2015 г.). Что такое гидравлические турбины? [Онлайн]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/fluid-mechanics-hydraulics/26551-hydraulic-turbines-definition-and-basics/
  7. ↑ Wikimedia Commons. Схема ветряной турбины [Онлайн].Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wind_turbine_diagram.svg
  8. ↑ Энергетический центр Висконсина. (2 сентября 2015 г.). Детали турбины [Онлайн]. Доступно: http://www.ecw.org/windpower/web/cat2a.html

Turbine — Energy Education

Рис. 1. Турбины могут быть довольно большими, паровая турбина вверху масштабируется вместе с человеком. [1]

Турбина — это устройство, которое использует кинетическую энергию некоторой жидкости, такой как вода, пар, воздух или газообразные продукты сгорания, и превращает ее во вращательное движение самого устройства. [2] Турбины обычно используются в производстве электроэнергии, двигателях и силовых установках. Турбины — это машины (в частности, турбомашины), потому что турбины передают и модифицируют энергию. Простая турбина состоит из ряда лопаток — в настоящее время сталь является одним из наиболее распространенных используемых материалов — и позволяет жидкости попадать в турбину, толкая лопатки. Эти лопасти вращаются во время протекания жидкости, улавливая часть энергии в виде вращательного движения. Жидкость, протекающая через турбину, теряет кинетическую энергию и покидает турбину с меньшей энергией, чем вначале. [2]

Турбины используются во многих различных областях, и каждый тип турбины имеет немного отличающуюся конструкцию для правильного выполнения своей работы. Турбины используются в ветроэнергетике, гидроэнергетике, в тепловых двигателях и для движения. Турбины чрезвычайно важны из-за того, что почти все электричество производится путем преобразования механической энергии турбины в электрическую энергию через генератор. [2]

Тепловые двигатели

основная статья

В тепловых двигателях используются турбины (а также поршни), поскольку они могут эффективно извлекать энергию из жидкостей.Кроме того, турбины требуют довольно небольшого обслуживания.

Газовые турбины часто используются в тепловых двигателях, поскольку они являются одними из самых гибких типов турбин. Одно из конкретных применений этих газовых турбин — в реактивных двигателях. [2] В этих газовых турбинах сжатый воздух нагревается и смешивается с некоторым количеством топлива. Когда эта смесь воспламеняется, она быстро расширяется. Расширяющийся воздух проталкивается в турбину, заставляя ее вращаться. Поскольку они используют сжатый воздух, большие высоты не влияют на эффективность турбин, что делает их идеальными для использования в самолетах. [3] . Схема газовой турбины показана на рисунке 2 ниже.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. [4]

Эти турбины используются не только в самолетах, но и для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе. Дымовые газы в этом случае возникают в результате сгорания природного газа. [3]

Производство электроэнергии

Гидроэлектроэнергия

основная статья и | 3D модель
Рисунок 3.Схема гидроэлектрической турбины. [5]

На гидроэлектростанциях вода удерживается за плотиной и сбрасывается через напорный водовод. Вода, обладающая кинетической и потенциальной энергией, может падать на турбину, которая вращает вал, соединенный с генератором, таким образом вырабатывая электричество. Эти турбины необходимы в области гидроэнергетики — процесса получения энергии из воды.

Конструкция гидроэлектрических турбин аналогична для различных типов гидроэлектростанций (дополнительную информацию см. В русловых гидроэлектростанциях и водохранилищах).К вращающемуся валу или пластине прикреплен ряд лопастей. Затем вода проходит через турбину над лопастями, заставляя внутренний вал вращаться. Затем это вращательное движение передается генератору, в котором вырабатывается электричество. Существует множество различных типов турбин, которые лучше всего использовать в разных ситуациях. Каждый тип турбины создан для обеспечения максимальной мощности в той ситуации, в которой он используется (примеры различных типов гидроэнергетических турбин включают турбины Фрэнсиса, турбины Каплана и турбины Пелтона).Есть много факторов, которые необходимо изучить, чтобы определить, какую турбину следует использовать. Эти факторы включают гидравлический напор, сброс гидроэлектростанции и стоимость. [6]

На этих объектах обычно используются два типа турбин, выбор которых зависит от характеристик гидроэлектростанции. Это реактивные и импульсные турбины. Для получения дополнительной информации о том, как работают эти турбины, и более подробной информации о других турбинах щелкните здесь.

Рисунок 4. Схема ветряной турбины. [7]

Ветер

основная статья и 3D модель

Ветровые турбины работают путем преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию, которая используется для выработки электроэнергии путем вращения генератора. Эти турбины могут быть наземными или морскими ветряными. Эти турбины состоят из трех основных компонентов. Первым из них являются лопасти несущего винта, которые имеют форму крыльев самолета и предназначены для улавливания воздуха, заставляя лопасти вращаться.Второй компонент — гондола, набор шестерен и генератор, преобразующий вращение лопасти в электрическую энергию. Наконец, башня — это большая подставка, на которой установлены лопасти и гондола. [8]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Turbine Philippsburg [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Turbine_Philippsburg-1.jpg
  2. ↑ 2.0 2,1 2,2 2,3 Энергетический словарь под редакцией Катлера Дж. Кливленда и Кристофера Г. Морриса, Elsevier, 2014. ProQuest Ebook Central, https: //ebookcentral-proquest-com.ezproxy.lib. ucalgary.ca/lib/ucalgary-ebooks/detail.action?docID=1821967.
  3. ↑ 3,0 3,1 Energy.gov. (2 сентября 2015 г.). Как работают газовые турбины [Online]. Доступно: http://energy.gov/fe/how-gas-turbine-power-plants-work
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  5. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Водяная турбина [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water_turbine.svg.
  6. ↑ BrightHub Engineering. (2 сентября 2015 г.). Что такое гидравлические турбины? [Онлайн]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/fluid-mechanics-hydraulics/26551-hydraulic-turbines-definition-and-basics/
  7. ↑ Wikimedia Commons. Схема ветряной турбины [Онлайн].Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wind_turbine_diagram.svg
  8. ↑ Энергетический центр Висконсина. (2 сентября 2015 г.). Детали турбины [Онлайн]. Доступно: http://www.ecw.org/windpower/web/cat2a.html

Turbine — Energy Education

Рис. 1. Турбины могут быть довольно большими, паровая турбина вверху масштабируется вместе с человеком. [1]

Турбина — это устройство, которое использует кинетическую энергию некоторой жидкости, такой как вода, пар, воздух или газообразные продукты сгорания, и превращает ее во вращательное движение самого устройства. [2] Турбины обычно используются в производстве электроэнергии, двигателях и силовых установках. Турбины — это машины (в частности, турбомашины), потому что турбины передают и модифицируют энергию. Простая турбина состоит из ряда лопаток — в настоящее время сталь является одним из наиболее распространенных используемых материалов — и позволяет жидкости попадать в турбину, толкая лопатки. Эти лопасти вращаются во время протекания жидкости, улавливая часть энергии в виде вращательного движения. Жидкость, протекающая через турбину, теряет кинетическую энергию и покидает турбину с меньшей энергией, чем вначале. [2]

Турбины используются во многих различных областях, и каждый тип турбины имеет немного отличающуюся конструкцию для правильного выполнения своей работы. Турбины используются в ветроэнергетике, гидроэнергетике, в тепловых двигателях и для движения. Турбины чрезвычайно важны из-за того, что почти все электричество производится путем преобразования механической энергии турбины в электрическую энергию через генератор. [2]

Тепловые двигатели

основная статья

В тепловых двигателях используются турбины (а также поршни), поскольку они могут эффективно извлекать энергию из жидкостей.Кроме того, турбины требуют довольно небольшого обслуживания.

Газовые турбины часто используются в тепловых двигателях, поскольку они являются одними из самых гибких типов турбин. Одно из конкретных применений этих газовых турбин — в реактивных двигателях. [2] В этих газовых турбинах сжатый воздух нагревается и смешивается с некоторым количеством топлива. Когда эта смесь воспламеняется, она быстро расширяется. Расширяющийся воздух проталкивается в турбину, заставляя ее вращаться. Поскольку они используют сжатый воздух, большие высоты не влияют на эффективность турбин, что делает их идеальными для использования в самолетах. [3] . Схема газовой турбины показана на рисунке 2 ниже.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. [4]

Эти турбины используются не только в самолетах, но и для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе. Дымовые газы в этом случае возникают в результате сгорания природного газа. [3]

Производство электроэнергии

Гидроэлектроэнергия

основная статья и | 3D модель
Рисунок 3.Схема гидроэлектрической турбины. [5]

На гидроэлектростанциях вода удерживается за плотиной и сбрасывается через напорный водовод. Вода, обладающая кинетической и потенциальной энергией, может падать на турбину, которая вращает вал, соединенный с генератором, таким образом вырабатывая электричество. Эти турбины необходимы в области гидроэнергетики — процесса получения энергии из воды.

Конструкция гидроэлектрических турбин аналогична для различных типов гидроэлектростанций (дополнительную информацию см. В русловых гидроэлектростанциях и водохранилищах).К вращающемуся валу или пластине прикреплен ряд лопастей. Затем вода проходит через турбину над лопастями, заставляя внутренний вал вращаться. Затем это вращательное движение передается генератору, в котором вырабатывается электричество. Существует множество различных типов турбин, которые лучше всего использовать в разных ситуациях. Каждый тип турбины создан для обеспечения максимальной мощности в той ситуации, в которой он используется (примеры различных типов гидроэнергетических турбин включают турбины Фрэнсиса, турбины Каплана и турбины Пелтона).Есть много факторов, которые необходимо изучить, чтобы определить, какую турбину следует использовать. Эти факторы включают гидравлический напор, сброс гидроэлектростанции и стоимость. [6]

На этих объектах обычно используются два типа турбин, выбор которых зависит от характеристик гидроэлектростанции. Это реактивные и импульсные турбины. Для получения дополнительной информации о том, как работают эти турбины, и более подробной информации о других турбинах щелкните здесь.

Рисунок 4. Схема ветряной турбины. [7]

Ветер

основная статья и 3D модель

Ветровые турбины работают путем преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию, которая используется для выработки электроэнергии путем вращения генератора. Эти турбины могут быть наземными или морскими ветряными. Эти турбины состоят из трех основных компонентов. Первым из них являются лопасти несущего винта, которые имеют форму крыльев самолета и предназначены для улавливания воздуха, заставляя лопасти вращаться.Второй компонент — гондола, набор шестерен и генератор, преобразующий вращение лопасти в электрическую энергию. Наконец, башня — это большая подставка, на которой установлены лопасти и гондола. [8]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Turbine Philippsburg [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Turbine_Philippsburg-1.jpg
  2. ↑ 2.0 2,1 2,2 2,3 Энергетический словарь под редакцией Катлера Дж. Кливленда и Кристофера Г. Морриса, Elsevier, 2014. ProQuest Ebook Central, https: //ebookcentral-proquest-com.ezproxy.lib. ucalgary.ca/lib/ucalgary-ebooks/detail.action?docID=1821967.
  3. ↑ 3,0 3,1 Energy.gov. (2 сентября 2015 г.). Как работают газовые турбины [Online]. Доступно: http://energy.gov/fe/how-gas-turbine-power-plants-work
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  5. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Водяная турбина [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water_turbine.svg.
  6. ↑ BrightHub Engineering. (2 сентября 2015 г.). Что такое гидравлические турбины? [Онлайн]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/fluid-mechanics-hydraulics/26551-hydraulic-turbines-definition-and-basics/
  7. ↑ Wikimedia Commons. Схема ветряной турбины [Онлайн].Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wind_turbine_diagram.svg
  8. ↑ Энергетический центр Висконсина. (2 сентября 2015 г.). Детали турбины [Онлайн]. Доступно: http://www.ecw.org/windpower/web/cat2a.html

Turbine — Energy Education

Рис. 1. Турбины могут быть довольно большими, паровая турбина вверху масштабируется вместе с человеком. [1]

Турбина — это устройство, которое использует кинетическую энергию некоторой жидкости, такой как вода, пар, воздух или газообразные продукты сгорания, и превращает ее во вращательное движение самого устройства. [2] Турбины обычно используются в производстве электроэнергии, двигателях и силовых установках. Турбины — это машины (в частности, турбомашины), потому что турбины передают и модифицируют энергию. Простая турбина состоит из ряда лопаток — в настоящее время сталь является одним из наиболее распространенных используемых материалов — и позволяет жидкости попадать в турбину, толкая лопатки. Эти лопасти вращаются во время протекания жидкости, улавливая часть энергии в виде вращательного движения. Жидкость, протекающая через турбину, теряет кинетическую энергию и покидает турбину с меньшей энергией, чем вначале. [2]

Турбины используются во многих различных областях, и каждый тип турбины имеет немного отличающуюся конструкцию для правильного выполнения своей работы. Турбины используются в ветроэнергетике, гидроэнергетике, в тепловых двигателях и для движения. Турбины чрезвычайно важны из-за того, что почти все электричество производится путем преобразования механической энергии турбины в электрическую энергию через генератор. [2]

Тепловые двигатели

основная статья

В тепловых двигателях используются турбины (а также поршни), поскольку они могут эффективно извлекать энергию из жидкостей.Кроме того, турбины требуют довольно небольшого обслуживания.

Газовые турбины часто используются в тепловых двигателях, поскольку они являются одними из самых гибких типов турбин. Одно из конкретных применений этих газовых турбин — в реактивных двигателях. [2] В этих газовых турбинах сжатый воздух нагревается и смешивается с некоторым количеством топлива. Когда эта смесь воспламеняется, она быстро расширяется. Расширяющийся воздух проталкивается в турбину, заставляя ее вращаться. Поскольку они используют сжатый воздух, большие высоты не влияют на эффективность турбин, что делает их идеальными для использования в самолетах. [3] . Схема газовой турбины показана на рисунке 2 ниже.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. [4]

Эти турбины используются не только в самолетах, но и для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе. Дымовые газы в этом случае возникают в результате сгорания природного газа. [3]

Производство электроэнергии

Гидроэлектроэнергия

основная статья и | 3D модель
Рисунок 3.Схема гидроэлектрической турбины. [5]

На гидроэлектростанциях вода удерживается за плотиной и сбрасывается через напорный водовод. Вода, обладающая кинетической и потенциальной энергией, может падать на турбину, которая вращает вал, соединенный с генератором, таким образом вырабатывая электричество. Эти турбины необходимы в области гидроэнергетики — процесса получения энергии из воды.

Конструкция гидроэлектрических турбин аналогична для различных типов гидроэлектростанций (дополнительную информацию см. В русловых гидроэлектростанциях и водохранилищах).К вращающемуся валу или пластине прикреплен ряд лопастей. Затем вода проходит через турбину над лопастями, заставляя внутренний вал вращаться. Затем это вращательное движение передается генератору, в котором вырабатывается электричество. Существует множество различных типов турбин, которые лучше всего использовать в разных ситуациях. Каждый тип турбины создан для обеспечения максимальной мощности в той ситуации, в которой он используется (примеры различных типов гидроэнергетических турбин включают турбины Фрэнсиса, турбины Каплана и турбины Пелтона).Есть много факторов, которые необходимо изучить, чтобы определить, какую турбину следует использовать. Эти факторы включают гидравлический напор, сброс гидроэлектростанции и стоимость. [6]

На этих объектах обычно используются два типа турбин, выбор которых зависит от характеристик гидроэлектростанции. Это реактивные и импульсные турбины. Для получения дополнительной информации о том, как работают эти турбины, и более подробной информации о других турбинах щелкните здесь.

Рисунок 4. Схема ветряной турбины. [7]

Ветер

основная статья и 3D модель

Ветровые турбины работают путем преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию, которая используется для выработки электроэнергии путем вращения генератора. Эти турбины могут быть наземными или морскими ветряными. Эти турбины состоят из трех основных компонентов. Первым из них являются лопасти несущего винта, которые имеют форму крыльев самолета и предназначены для улавливания воздуха, заставляя лопасти вращаться.Второй компонент — гондола, набор шестерен и генератор, преобразующий вращение лопасти в электрическую энергию. Наконец, башня — это большая подставка, на которой установлены лопасти и гондола. [8]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Turbine Philippsburg [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Turbine_Philippsburg-1.jpg
  2. ↑ 2.0 2,1 2,2 2,3 Энергетический словарь под редакцией Катлера Дж. Кливленда и Кристофера Г. Морриса, Elsevier, 2014. ProQuest Ebook Central, https: //ebookcentral-proquest-com.ezproxy.lib. ucalgary.ca/lib/ucalgary-ebooks/detail.action?docID=1821967.
  3. ↑ 3,0 3,1 Energy.gov. (2 сентября 2015 г.). Как работают газовые турбины [Online]. Доступно: http://energy.gov/fe/how-gas-turbine-power-plants-work
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  5. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Водяная турбина [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water_turbine.svg.
  6. ↑ BrightHub Engineering. (2 сентября 2015 г.). Что такое гидравлические турбины? [Онлайн]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/fluid-mechanics-hydraulics/26551-hydraulic-turbines-definition-and-basics/
  7. ↑ Wikimedia Commons. Схема ветряной турбины [Онлайн].Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wind_turbine_diagram.svg
  8. ↑ Энергетический центр Висконсина. (2 сентября 2015 г.). Детали турбины [Онлайн]. Доступно: http://www.ecw.org/windpower/web/cat2a.html

Turbine — Energy Education

Рис. 1. Турбины могут быть довольно большими, паровая турбина вверху масштабируется вместе с человеком. [1]

Турбина — это устройство, которое использует кинетическую энергию некоторой жидкости, такой как вода, пар, воздух или газообразные продукты сгорания, и превращает ее во вращательное движение самого устройства. [2] Турбины обычно используются в производстве электроэнергии, двигателях и силовых установках. Турбины — это машины (в частности, турбомашины), потому что турбины передают и модифицируют энергию. Простая турбина состоит из ряда лопаток — в настоящее время сталь является одним из наиболее распространенных используемых материалов — и позволяет жидкости попадать в турбину, толкая лопатки. Эти лопасти вращаются во время протекания жидкости, улавливая часть энергии в виде вращательного движения. Жидкость, протекающая через турбину, теряет кинетическую энергию и покидает турбину с меньшей энергией, чем вначале. [2]

Турбины используются во многих различных областях, и каждый тип турбины имеет немного отличающуюся конструкцию для правильного выполнения своей работы. Турбины используются в ветроэнергетике, гидроэнергетике, в тепловых двигателях и для движения. Турбины чрезвычайно важны из-за того, что почти все электричество производится путем преобразования механической энергии турбины в электрическую энергию через генератор. [2]

Тепловые двигатели

основная статья

В тепловых двигателях используются турбины (а также поршни), поскольку они могут эффективно извлекать энергию из жидкостей.Кроме того, турбины требуют довольно небольшого обслуживания.

Газовые турбины часто используются в тепловых двигателях, поскольку они являются одними из самых гибких типов турбин. Одно из конкретных применений этих газовых турбин — в реактивных двигателях. [2] В этих газовых турбинах сжатый воздух нагревается и смешивается с некоторым количеством топлива. Когда эта смесь воспламеняется, она быстро расширяется. Расширяющийся воздух проталкивается в турбину, заставляя ее вращаться. Поскольку они используют сжатый воздух, большие высоты не влияют на эффективность турбин, что делает их идеальными для использования в самолетах. [3] . Схема газовой турбины показана на рисунке 2 ниже.

Рисунок 2. Схема газотурбинного двигателя. [4]

Эти турбины используются не только в самолетах, но и для выработки электроэнергии на электростанциях, работающих на природном газе. Дымовые газы в этом случае возникают в результате сгорания природного газа. [3]

Производство электроэнергии

Гидроэлектроэнергия

основная статья и | 3D модель
Рисунок 3.Схема гидроэлектрической турбины. [5]

На гидроэлектростанциях вода удерживается за плотиной и сбрасывается через напорный водовод. Вода, обладающая кинетической и потенциальной энергией, может падать на турбину, которая вращает вал, соединенный с генератором, таким образом вырабатывая электричество. Эти турбины необходимы в области гидроэнергетики — процесса получения энергии из воды.

Конструкция гидроэлектрических турбин аналогична для различных типов гидроэлектростанций (дополнительную информацию см. В русловых гидроэлектростанциях и водохранилищах).К вращающемуся валу или пластине прикреплен ряд лопастей. Затем вода проходит через турбину над лопастями, заставляя внутренний вал вращаться. Затем это вращательное движение передается генератору, в котором вырабатывается электричество. Существует множество различных типов турбин, которые лучше всего использовать в разных ситуациях. Каждый тип турбины создан для обеспечения максимальной мощности в той ситуации, в которой он используется (примеры различных типов гидроэнергетических турбин включают турбины Фрэнсиса, турбины Каплана и турбины Пелтона).Есть много факторов, которые необходимо изучить, чтобы определить, какую турбину следует использовать. Эти факторы включают гидравлический напор, сброс гидроэлектростанции и стоимость. [6]

На этих объектах обычно используются два типа турбин, выбор которых зависит от характеристик гидроэлектростанции. Это реактивные и импульсные турбины. Для получения дополнительной информации о том, как работают эти турбины, и более подробной информации о других турбинах щелкните здесь.

Рисунок 4. Схема ветряной турбины. [7]

Ветер

основная статья и 3D модель

Ветровые турбины работают путем преобразования кинетической энергии ветра в механическую энергию, которая используется для выработки электроэнергии путем вращения генератора. Эти турбины могут быть наземными или морскими ветряными. Эти турбины состоят из трех основных компонентов. Первым из них являются лопасти несущего винта, которые имеют форму крыльев самолета и предназначены для улавливания воздуха, заставляя лопасти вращаться.Второй компонент — гондола, набор шестерен и генератор, преобразующий вращение лопасти в электрическую энергию. Наконец, башня — это большая подставка, на которой установлены лопасти и гондола. [8]

Для дальнейшего чтения

Список литературы

  1. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Turbine Philippsburg [Онлайн]. Доступно: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c2/Turbine_Philippsburg-1.jpg
  2. ↑ 2.0 2,1 2,2 2,3 Энергетический словарь под редакцией Катлера Дж. Кливленда и Кристофера Г. Морриса, Elsevier, 2014. ProQuest Ebook Central, https: //ebookcentral-proquest-com.ezproxy.lib. ucalgary.ca/lib/ucalgary-ebooks/detail.action?docID=1821967.
  3. ↑ 3,0 3,1 Energy.gov. (2 сентября 2015 г.). Как работают газовые турбины [Online]. Доступно: http://energy.gov/fe/how-gas-turbine-power-plants-work
  4. ↑ Wikimedia Commons [Online], Доступно: https: // upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4c/Jet_engine.svg
  5. ↑ Wikimedia Commons. (2 сентября 2015 г.). Водяная турбина [Онлайн]. Доступно: http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water_turbine.svg.
  6. ↑ BrightHub Engineering. (2 сентября 2015 г.). Что такое гидравлические турбины? [Онлайн]. Доступно: http://www.brighthubengineering.com/fluid-mechanics-hydraulics/26551-hydraulic-turbines-definition-and-basics/
  7. ↑ Wikimedia Commons. Схема ветряной турбины [Онлайн].Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Wind_turbine_diagram.svg
  8. ↑ Энергетический центр Висконсина. (2 сентября 2015 г.). Детали турбины [Онлайн]. Доступно: http://www.ecw.org/windpower/web/cat2a.html

турбина | Британника

, , турбина, , любое из различных устройств, преобразующих энергию потока жидкости в механическую энергию. Преобразование обычно осуществляется путем пропускания жидкости через систему стационарных каналов или лопастей, которые чередуются с каналами, состоящими из лопастей, похожих на ребра, прикрепленных к ротору.Путем организации потока на лопасти ротора действует тангенциальная сила или крутящий момент, ротор вращается, и работа извлекается.

Турбины можно разделить на четыре основных типа в зависимости от используемых жидкостей: вода, пар, газ и ветер. Хотя одни и те же принципы применимы ко всем турбинам, их конкретные конструкции достаточно различаются, чтобы заслужить отдельное описание.

Гидравлическая турбина использует потенциальную энергию, возникающую в результате разницы в высоте между верхним водным резервуаром и уровнем воды на выходе из турбины (отводом), чтобы преобразовать этот так называемый напор в работу.Водяные турбины — современные преемники простых водяных колес, которым около 2000 лет. Сегодня гидротурбины в основном используются для производства электроэнергии.

Однако наибольшее количество электроэнергии вырабатывается паровыми турбинами, соединенными с электрогенераторами. Турбины приводятся в действие паром, вырабатываемым либо в генераторе, работающем на ископаемом топливе, либо в генераторе, работающем на атомной энергии. Энергия, которую можно извлечь из пара, удобно выражать через изменение энтальпии в турбине.Энтальпия отражает формы тепловой и механической энергии в процессе потока и определяется суммой внутренней тепловой энергии и произведением давления на объем. Доступное изменение энтальпии через паровую турбину увеличивается с увеличением температуры и давления парогенератора и с уменьшением давления на выходе из турбины.

Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Для газовых турбин энергия, извлекаемая из текучей среды, также может быть выражена через изменение энтальпии, которое для газа почти пропорционально перепаду температуры в турбине.В газовых турбинах рабочим телом является воздух, смешанный с газообразными продуктами сгорания. Большинство газотурбинных двигателей включает, по крайней мере, компрессор, камеру сгорания и турбину. Обычно они монтируются как единое целое и работают как законченный первичный двигатель в так называемом открытом цикле, когда воздух всасывается из атмосферы, а продукты сгорания, наконец, снова выбрасываются в атмосферу. Поскольку успешная работа зависит от интеграции всех компонентов, важно рассматривать устройство в целом, которое на самом деле является двигателем внутреннего сгорания, а не только турбиной.По этой причине газовые турбины рассматриваются в статье двигатель внутреннего сгорания.

Энергия ветра может быть извлечена ветряной турбиной для производства электроэнергии или для откачки воды из скважин. Ветряные турбины являются преемниками ветряных мельниц, которые были важным источником энергии с позднего средневековья до XIX века.

Fred Landis

Водяные турбины обычно делятся на две категории: (1) импульсные турбины, используемые для высокого напора воды и низкого расхода, и (2) реактивные турбины, обычно используемые для напора ниже примерно 450 метров и среднего или высокого расхода.Эти два класса включают в себя основные типы, обычно используемые, а именно, импульсные турбины Пелтона и реактивные турбины типа Фрэнсиса, пропеллера, Каплана и Дериаза. Турбины могут быть оборудованы как горизонтальными, так и, чаще, вертикальными валами. Для каждого типа возможны широкие вариации конструкции для соответствия конкретным местным гидравлическим условиям. Сегодня большинство гидравлических турбин используются для выработки электроэнергии на гидроэлектростанциях.

Импульсные турбины

В импульсных турбинах потенциальная энергия или напор воды сначала преобразуется в кинетическую энергию путем выпуска воды через сопло тщательно продуманной формы.Струя, выбрасываемая в воздух, направляется на изогнутые лопатки, закрепленные на периферии бегунка, для извлечения энергии воды и преобразования ее в полезную работу.

Современные импульсные турбины основаны на конструкции, запатентованной в 1889 году американским инженером Лестером Алленом Пелтоном. Свободная водная струя попадает в лопатки турбины по касательной. Каждый ковш имеет высокий центральный гребень, так что поток разделяется, оставляя желоб с обеих сторон. Колеса Пелтона подходят для высоких напоров, обычно выше 450 метров при относительно низком расходе воды.Для максимальной эффективности скорость конца рабочего колеса должна составлять примерно половину скорости ударной струи. КПД (работа, производимая турбиной, деленная на кинетическую энергию свободной струи) может превышать 91 процент при работе с 60–80 процентами полной нагрузки.

Мощность одного колеса можно увеличить, используя более одной форсунки. Для горизонтальных валов характерны двухструйные устройства. Иногда на одном валу устанавливаются два отдельных бегунка, приводящих в движение один электрогенератор. Агрегаты с вертикальным валом могут иметь четыре или более отдельных форсунок.

Если электрическая нагрузка на турбину изменяется, ее выходная мощность должна быть быстро отрегулирована в соответствии с потребностями. Это требует изменения расхода воды, чтобы поддерживать постоянную скорость генератора. Скорость потока через каждое сопло регулируется расположенным в центре наконечником или иглой аккуратной формы, которая скользит вперед или назад под управлением гидравлического серводвигателя.

Правильная конструкция иглы гарантирует, что скорость воды, выходящей из сопла, остается практически неизменной независимо от отверстия, обеспечивая почти постоянный КПД в большей части рабочего диапазона.Нецелесообразно внезапно уменьшать поток воды, чтобы соответствовать уменьшению нагрузки. Это может привести к разрушительному скачку давления (гидроудару) в подающем трубопроводе или напорном затворе. Таких скачков можно избежать, добавив временное сопло для разлива, которое открывается при закрытии основного сопла, или, что более часто, частично вставляя отражающую пластину между струей и колесом, отклоняя и рассеивая часть энергии при медленном закрытии иглы.

Другой тип импульсной турбины — турбина турго.Струя падает под косым углом на бегунок с одной стороны и продолжает двигаться по единственному пути, выходя на другую сторону бегунка. Этот тип турбины использовался в установках среднего размера с умеренно высоким напором.

Реакционные турбины

В реакционной турбине силы, приводящие в движение ротор, достигаются за счет реакции ускоряющегося потока воды в рабочем колесе при падении давления. Принцип реакции можно наблюдать в роторном оросителе для газонов, где выходящая струя вращает ротор в противоположном направлении.Из-за большого разнообразия возможных конструкций рабочего колеса реактивные турбины могут использоваться в гораздо большем диапазоне напоров и расходов, чем импульсные турбины. Реакционные турбины обычно имеют спиральный впускной кожух, который включает регулирующие заслонки для регулирования потока воды. На входе часть потенциальной энергии воды может быть преобразована в кинетическую энергию по мере ускорения потока. Впоследствии энергия воды отбирается в роторе.

Как отмечалось выше, широко используются четыре основных типа реактивных турбин: турбины Каплана, Фрэнсиса, Дериаза и пропеллерные.В турбинах Каплана с фиксированными лопастями и турбинами с регулируемыми лопастями (названными в честь австрийского изобретателя Виктора Каплана) через машину, по существу, существует осевой поток. Турбины типа Фрэнсиса и Дериаза (в честь американского изобретателя британского происхождения Джеймса Б. Фрэнсиса и швейцарского инженера Поля Дериаза, соответственно) используют «смешанный поток», когда вода поступает радиально внутрь и выпускается в осевом направлении. Рабочие лопасти на турбинах Фрэнсиса и пропеллера состоят из неподвижных лопастей, в то время как в турбинах Каплана и Дериаза лопасти могут вращаться вокруг своей оси, которая находится под прямым углом к ​​главному валу.

Что такое турбина? — Информация о турбинах

Давайте посмотрим на путешествие к сердцу энергетики — турбине!

Оксфордский словарь описывает турбину как «машину для производства непрерывной энергии, в которой колесо или ротор, обычно снабженный лопатками, приводится во вращение быстро движущимся потоком воды, пара, газа, воздуха или другая жидкость ».

Другими словами, турбина — это вращающееся устройство, которое использует кинетическую энергию движущихся жидкостей — воды, пара, газа сгорания или воздуха — для толкания ряда лопастей, установленных на валу ротора.Сила движущейся жидкости вращает лопасти. Механическая (кинетическая) энергия, используемая в этом процессе, может быть преобразована в электрическую при использовании генератора.

Какие типы турбин?

Четыре типа турбин:

1) Водяная турбина

Водяная турбина — это вращающаяся машина, которая преобразует кинетическую и потенциальную энергию воды в механическую работу.

Реакционная турбина
Импульсная турбина

2) Паровая турбина

Паровая турбина — это устройство, которое извлекает тепловую энергию из сжатого пара и использует ее для выполнения механической работы на вращающемся выходном валу.

  1. По принципу работы паровые турбины в основном делятся на две категории:
  • Импульсная турбина
  • Реакционная паровая турбина
  1. По направлению потока пара ее можно разделить на две категории:
  • Паровая турбина с осевым потоком
  • Паровая турбина с радиальным потоком
  1. В соответствии с условиями выпуска пара, он далее делится на две категории:
  • Противодавление или без конденсации
  • Паровая турбина конденсационного типа
  1. В зависимости от давления пара его можно разделить на следующие категории:
  • Паровая турбина высокого давления или с отводом, или с отборной паровой турбиной
  • Паровая турбина среднего или противодавления
  • Турбина низкого давления
  1. По количеству этапов его можно разделить на следующие категории
  • Одноступенчатая паровая турбина
  • Многоступенчатая паровая турбина
  1. По расположению лопаток и колес ее можно разделить на следующие категории:

3) Газовая турбина

Газовая турбина A , также называемый турбиной внутреннего сгорания , представляет собой тип двигателя непрерывного и внутреннего сгорания.

4) Ветровые турбины

Ветряная турбина — это устройство, преобразующее кинетическую энергию ветра в электрическую.

  1. Противоточная турбина
  2. Противоточная турбина
  1. Турбина Савониуса
  2. Турбина Дарье
  3. Турбина Giromill
  4. Циклотурбина

Насколько велика и велика ветровая турбина?

Ветряная турбина может иметь высоту от 2 метров для домашнего использования (в качестве портативных зарядных устройств) до 250 метров (коммерческое производство электроэнергии)! Ветряная турбина обычно высокая и большая, потому что скорость ветра обычно увеличивается с высотой и на открытых участках (в море, на вершинах холмов) без ветровых барьеров в виде деревьев или зданий.Давайте посмотрим на их размер:

  • Типичная береговая ветряная турбина:

Средняя высота современной наземной ветряной турбины составляет 280 футов или 80 метров

  • Типичная морская ветряная турбина:

Средняя высота современной морской ветряной турбины составляет 314 футов или 88 метров.

  • Типовая промышленная ветряная турбина:

Промышленные ветряные турбины намного больше, чем наши типичные береговые ветряные турбины.Средняя высота современной промышленной ветряной турбины составляет 328 футов или 100 метров.

  • Ниже приведены некоторые огромные исключения:

  • Max Bögl Wind AG: Высота этой ветряной турбины составляет 807 футов (246,5 метра). Это самая высокая наземная ветряная турбина из когда-либо построенных, и эта ветряная турбина установила мировой рекорд!
  • Vestas 236-15MW: Он имеет диаметр ротора 774 футов (236 метров) и является самой большой морской ветряной турбиной.
  • GE Haliade мощностью 14 МВт — X: Он имеет диаметр ротора 722 футов (220 метров) и высоту 813,6 футов (248 метров). Это самая мощная ветряная турбина в мире.
  • Siemens Gamesa 14- 222 D: Это ветряная турбина мощностью 14 МВт с диаметром ротора 728,3 футов (222 метра), вторая по величине оффшорная установка. ветряк в мире.

Сколько стоит ветряная турбина?

Стоимость ветряной турбины прямо пропорциональна ее размеру i.е. по мере увеличения размера ветряной турбины увеличивается стоимость. Стоимость ветряной турбины зависит от размера, модели, производителя, местоположения проекта, дизайна, сети, типа фундамента, затрат на прокладку кабеля, страховки, юридических услуг, арендной платы за землю и платы за консультации, чтобы назвать несколько аспектов.

  • Стоимость отечественных ветряных турбин:
  • Ветровые турбины мощностью менее 100 киловатт стоят от 3000 до 8000 долларов за киловатт мощности.
  • 10-киловаттная ветряная турбина (примерно способная привести в действие большой дом) может иметь стоимость установки от 50 000 до 80 000 долларов.
  • Стоимость коммерческих ветряных турбин:
  • Обычно стоимость коммерческой ветряной турбины среднего размера составляет 1,3 миллиона долларов на мегаватт (МВт) производимой электроэнергии.
  • Большинство коммерческих ветряных турбин имеют мощность 2–3 МВт (стоимость установки: 2,6–4 млн долларов). Но многие морские турбины могут достигать 15 МВт.

Сколько времени требуется для обслуживания ветряной турбины?

  • Обычно профилактическое обслуживание ветряной турбины проводится два раза в год i.е. каждые 6 месяцев. Для более старых турбин (более 10 лет) это делается каждые 3-4 месяца.
  • Техническое обслуживание включает осмотр всей системы, замену жидкости и смазки, а также обслуживание механических частей.
  • В случае неисправности в работе может потребоваться замена детали.

Каковы затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание ветряной турбины?

  • После установки обслуживание ветряной турбины является текущими расходами.
  • Расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание включают следующее:
  1. Страхование
  2. Аренда земли
  3. Обслуживание, ремонт и запасные части
  4. Административные задачи
  5. Электроэнергия (для работы требуется немного электроэнергии)
  6. Некоторые прочие расходы
  • Затраты на ЭиТО составляют 1-2 цента за произведенный киловатт-час.
  • Как правило, на эксплуатацию и техническое обслуживание коммерческой ветряной турбины среднего размера от 42 000 до 48 000 долларов в год.Но это число постепенно снижается по мере развития технологий ветряных турбин.

Рентабельны ли ветровые турбины?

  • Министерство энергетики США (DOE) обнаружило, что — «Энергия ветра будет по-прежнему одной из самых дешевых технологий производства электроэнергии, с долгосрочными ценами на ветровую электроэнергию, доступными через соглашение о покупке электроэнергии. что составляет около половины ожидаемых затрат на эксплуатацию газовой электростанции в размере человек.”
  • После установки ветряная турбина может работать сама по себе при соответствующем техническом обслуживании .
  • Ветряная турбина не требует топлива (конечно, только ветер!), У них низкие эксплуатационные расходы. Энергокомпаниям остается только закупить, установить и обслуживать ветряные турбины.
  • Первоначальные инвестиции в ветряные турбины сравнительно огромны, но средняя ветряная турбина способна окупить свои расходы в течение года после установки !
  • Государственные субсидии и стимулы для строительства ветряных турбин сыграли важную роль в сокращении затрат на ветряные турбины.
  • После первоначального периода окупаемости он может принести огромную прибыль своему владельцу.

Насколько эффективны и долговечны ветряные турбины?

  • Современная ветряная турбина хорошего качества, эффективно функционирующая до 25 лет при надлежащем техническом обслуживании.
  • Ветряк может работать при скорости ветра 10-12 узлов; не всегда должен быть сильный ветер, достаточно легкого бриза, чтобы он вращал лопасти.
  • Ведущий веб-сайт по ветроэнергетике заявляет, что —

«Ветряная турбина обычно имеет КПД 30-45%, а во время пиковых ветров эффективность повышается до 50%.Если для вас это звучит неубедительно, помните, что если бы турбины были на 100% эффективными, ветер полностью утих бы после прохождения турбины ».

  • Можно сделать вывод, что ветряные турбины — самый дешевый, эффективный и надежный возобновляемый источник энергии, доступный нам.

Экологичны ли ветряные турбины?

  • Энергия ветра неисчерпаема. Это сокращает использование ископаемого топлива, которое выделяет парниковые газы, вызывающие глобальное потепление.
  • Ветровые турбины сокращают выбросы CO 2 и помогают снизить загрязнение воздуха.
  • Ветровые турбины имеют очень низкий углеродный след, всего от 7 до 25 граммов CO 2 на киловатт-час произведенной электроэнергии по сравнению с природным газом, который составляет 450 граммов на киловатт-час и колоссальные 1000 граммов на киловатт-час для угля!
  • Ветряные турбины — самый экологичный неиссякаемый источник энергии, доступный человеку.

Вызывают ли ветряные турбины рак?

«Ветряные турбины не вызывают рак!»

«Американское онкологическое общество не знает каких-либо достоверных доказательств связи шума ветряных мельниц с раком» — Нью-Йорк Таймс, 3 апреля 2019 г.

Исследования, проведенные на ведущем веб-сайте по борьбе с раком www.cancerhealth.com, показывают:

Шум от ветряных турбин не вызывает рак. В научной литературе нет ни единого доказательства того, что шум от ветряных турбин связан с раком. И хотя шум ветряных турбин был предметом других споров в отношении здоровья, даже здесь исследования обнадеживают. Свидетельства о его влиянии на сон и настроение противоречивы — одни исследования обнаруживают эффекты, другие — нет.Но недавние исследования не нашли доказательств того, что шум ветряных турбин влияет на риск сердечных приступов или инсультов, врожденных дефектов, высокого кровяного давления или диабета. Единственный твердый вывод: некоторых людей раздражает проживание рядом с ветряной электростанцией. Но тогда, конечно, многие ветряные электростанции сейчас строятся очень далеко от мест проживания людей, например, в океане или в малонаселенных районах страны.

С другой стороны, косвенные данные свидетельствуют о том, что ветряные фермы могут уменьшить национальное бремя рака, особенно рака легких, если они заменят угольные электростанции.Загрязнение воздуха мелкими твердыми частицами, которые выбрасывают угольные электростанции, связано с более высоким риском преждевременной смерти от рака легких и сердечно-сосудистых заболеваний. Однако уголь как источник электроэнергии сокращается, в то время как ветроэнергетика быстро расширяется. В ближайшие годы это может привести к тому, что намного большему числу людей станет легче дышать — и уменьшится риск рака легких.

Сколько ветряных турбин в США?

Рис. 1: Энергия от ветроэнергетических мощностей, генерируемых ежегодно с 2000 г. (ГВтч)

Рис. 2021 год, США.База данных ветряных турбин (USWTDB) содержит более 67 000 турбин. Все эти турбины были построены с 1980 года примерно в 1500 ветроэнергетических проектах, охватывающих как минимум 44 штата (плюс Пуэрто-Рико и Гуам).

  • По состоянию на январь 2021 года общая установленная паспортная мощность ветроэнергетики в Соединенных Штатах составляла 122 478 мегаватт (МВт)
  • С января по декабрь 2020 года ветроэнергетика вырабатывала 337,5 тераватт-часов или 8,42% всей вырабатываемой электроэнергии. В Соединенных Штатах.
  • В 2019 году ветроэнергетика превзошла гидроэнергетику как крупнейший возобновляемый источник энергии, вырабатываемый в США.
  • Количество турбин, устанавливаемых в США каждый год, варьируется в зависимости от нескольких факторов, но в среднем в США было построено 3000 турбин каждая. год с 2005 года.
  • находится на втором месте в мире с 96,4 ГВт установленной мощности.

    • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *