اینکونل

متن کامل ترمودینامیک توربین بخار  را می توانید با کلیک بر روی عبارت ((توربین بخار )) مشاهده نمایید.

توربین های بخار برای تولید کار از یک چرخه ترمودینامیکی پیروی می کنند. از اینرو برای بررسی نحوه تولید کار در توربین های بخار به یک آگاهی. از مشخصه های ترمودینامیکی توربین بخار و چرخه ترمودینامیکی که توربین بخار به ما در بهینه سازی شرائط توربین کمک می کند.

فرض می شود مخاطب آشنائی ابتدائی با مفاهیم ترمودینامیکی را دارد. همواره، به دنبال گرفتن بیشترین مقدار کار از مقدار گرمای معینی هستیم که از سیال به توربین بخار داده می شود. با این حال هرگز نمی توان توربین بخاری ساخت که بازده نظری آن 100 درصد باشد. اما چرخه ای که بیشترین کارایی را وقتی توربین بخار. که بین دو دمای Tc و Th کار می کند داشته باشد چرخه کارنو می باشد.

چرخه کارنو

چرخه کارنو چرخه ای است که بیشترین بازده را دارد. این چرخه کارنو از دو فرآیند همدما و فرآیند بی در رو متشکل است . این چرخه توسط کارنو در 1824 معرفی شد. مفهوم چرخه کارنو این است که از مقداری انرژی گرمایی سیال با دمای Th توسط یک چرخه ترمودینامیکی. حداکثر چه مقدار کار مکانیکی می توان گرفت. شکل 2-1 نمودار T-s این چرخه را نمایش میدهد. از این سیکل به عنوان سیکل مرجع سیکل رانکین استفاده می شود. اما استفاده از این چرخه جهت بررسی توربین بخار مناسب نمی باشد. از اینرو برای بررسی از چرخه رانکین استفاده می شود.

چرخه رانکین

توربین های بخار  برای کار کردن و تولید انواع انرژی باید از چرخه رانکین پیروی کنند. این سیکل توسط دانشمند اسکاتلندی ویلیم جان مک گورن رانکین معرفی شد. توربین های بخار بخشی از یک چرخه رانکین می باشد. چرخه رانکین، یک چرخه تبدیل گرما به قدرت است. این چرخه از دو فرآیند هم فشار و دو فرآیند هم آنتروپی متشکل است. که در شکل 2-2 نمودار T-s و طرح کلی این سیکل نمایان است.

چهار فرآیند اصلی در سیکل رانکین وجود دارد که هر کدام شرایط ترمودینامیکی سیال عامل را تغییر می دهند. که این تغییرات در ادامه بیان خواهد شد. فرآیند 1-2 سیال عامل از فشار پایین به فشار بالاتر پمپاژ می شود. و از آنجایی که سیال در این مرحله در حالت مایع اشباع قرار دارد. پمپ به انرژی ورودی کمی نیاز دارد. فرآیند 2-3 این مایع فشار بالا وارد بویلر می شود. که در این مرحله در فشار ثابت بوسیله یک منبع گرمایی خارجی گرم میشود و تبدیل به بخار اشباع خشک می شود.

فرآیند 3-4 بخار خشک اشباع بوسیله توربین منبسط می شود. و تولید توان می کند. این عمل باعث کاهش فشار و دمای بخار می شود. و ممکن است چگالش مختصری هم رخ بدهد. فرایند 4-1 بخار مرطوب وارد کندانسور میشود و در داخل آن در یک فرایند دما – فشار ثابت تبدیل به مایع اشباع میشود. در سیکل ایده آل رانکین، پمپ و توربین آیزنتروپیک خواهند بود. یعنی هیچ آنتروپی تولید نخواهند کرد. و بنابراین کار خالص خروجی را ماکزیمم خواهند کرد. همچنین فرآِیندهای 1-2 و 3-4 بوسیله خطوط عمودی در نمودار 2-3 نمایان است. و بسیار شبیه به سیکل کارنو می باشد. هدف اصلی ما از این تحلیل صرفاً بررسی نقش توربین در سیکل می باشد. از اینرو به بررسی سایر اجزای سیکل نمی پردازیم. در واقع ما صرفاً فرآیند 3-4 را مورد بررسی قرار می دهیم.

در مرحله اول محاسبات، ابتدا محاسبات خود را بدون استفاده از کامپیوتر انجام می دهیم. مهمترین ضعف این روش این است که توانایی رسم نمودارهای دقیق و بررسی پاسخ یک کمیت در قبال تغییر کمیت دیگر به صورت گسترده یا وجود ندارد. یا مستلزم انجام محاسبات فراوانی میباشد. در مرحله دوم توربین را توسط نرم افزار EES بررسی می کنیم.

توسط این نرم افزار منحنی های مختلفی را می توان رسم کرد که تا حد زیادی به درک توربین بخار کمک می کند.

فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربه ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمین و توزیع انواع ورق آلیاژی و انواع فولاد آلیاژی با گواهینامه ها و آنالیزهای معتبر با ضمیمه نمودن آن به محصولاتش آنرا به مشتریان خویش ارائه داده است. که توانسته رضایتمندی آنان را همواره فراهم آورد. صنعتگر شریف و گرامی از اینکه ما را جهت خرید کالا (فولاد آلیاژی) مورد نیاز خویش، انتخاب می نمایید از شما سپاسگزاریم.

متن کامل توربین بخار را می توانید با کلیک بر روی عبارت ((توربین)) مشاهده نمایید.

توربین بخار-توربین موتوری چرخنده است که می تواند از یک سیال انرژی بدست آورد. ساده ترین توربین ها یک بخش چرخنده و تعدادی پره دارند. که به بخش اصلی متصل است. سیال به پره ها برخورد میکند. و از انرژی ناشی از متحرک بودن آن استفاده می کند.

بعنوان اولین توربین ها می توان آسیاب بادی و چرخاب را نام برد. در چرخاب ها و آسیاب های بادی با استفاده از انرژی ناشی از سرعت یا فشار سیال کار تولید می کردند. آسیاب های بادی نخستین بار در ایران بکارگیری شد. امروزه هنوز بقایای چندین آسیاب بادی در شره کوچک نشتیفان خواب خراسان وجود دارد. و تا چند سال قبل از انقلاب اسلامی ایران فعال بود.

در یکی از کتاب های مسعودی به داستانی اشاره می شود. که در آن یک ایرانی به نزد عمرابن خطاب (سال 13 خورشیدی و قمری، سده هفتم میلادی) ادعا می کند. که می تواند یک آسیاب بادی بسازد و عمر نیز برای ثابت شدن این ادعا از او می خواهد تا این کار را انجام دهد. و او نیز موفق می شود.

انواع توربین

عمده ترین روش طبقه بندی توربین تقسیم بندی بر اساس نوع سیال دارای انرژی می باشد. بر این اساس توربین ها به چار دسته تقسیم می شوند.

1- توربین های بخار

در این توربین ها برای به حرکت در آوردن روتور از انرژی های موجود در بخار آب استفاده می شود. این توربین ها در نیروگاه ها و بسیاری صنایع بوفور یافت می شود.

2- توربین های گازی

در این نوع توربین از انرژی های موجود در گازهای ناشی از احتراق جهت تولید کار استفاده می شود. این توربین ها در موتورهای جت و نیروگاه های برق مورد استفاده قرار می گیرد.

3- توربین های آبی

توربین های آبی چرخ هایی هستند که انرژی جنبشی حاصل از جریان آب یا انرژی پتانسیل. ناشی از اختلاف تراز آب را تبدیل به حرکت دورانی می کنند. این توربین ها طیف وسیعی دارند. از ساده ترین چرخ های آسیاب تا بزرگ ترین و پیچیده ترین توربین هایی که در نیروگاه های آبی کاربرد دارند.

4- توربین بادی

توربینی است که برای تبدیل انرژی جنبشی باد به انرژی مکانیکی به کار می رود. این توربین ها بیشتر در نیروگاه های بادی بکارگیری می شوند. البته این توربین ها تنها در مکانهایی که وزش باد مناسب در اکثر اوقات وجود دارد مناسب و مقرون به صرفه می باشند.

بررسی توربین بخار

توربین بخار ماشینی است که از بخار، انرژی گرمایی و جنبشی را می گیرد. و آنرا تبدیل به حرکت دورانی می کند. بخار ضمن عبور از داخل یک یا چند شیپوره، دارای انرژی جنبشی می شود و سپس این بخار را که دارای سرعت زیادی است. بر روی پره هایی که روی محور توربین نصب گردیده اند، هدایت می کند. و محور توربین را به چرخش در می آورد.

تاریخچه تورین بخار

اولین توربین بخار ثبتی در تاریخ، توربین بخاری است که توسط هرون اسکندرانی (حدود 10 الی 70 میلادی) ریاضیدان و مهندس یونانی بود. او را از بزرگترین مهندسان و مخترعان دوره هلنی می دانند. بیشتر آثار نوشته او از بین رفته است. اما برخی از کارهای او در کتاب های علم الحیل نوشته دانشمندان ایرانی و عرب باقی مانده است. این توربین از یک کره تو خالی تشکیل می شد. که قادر بود حول یک محور افقی، در فاصله بین دو لوله ثابت که کره را ه دیگ بخار مربوط می کردند، بچرخد. بخار تولید شده در دیگ وارد کره می شد.

و به طور مماسی از طریق دو عدد شیپور در هوای جو تخلیه می شد. شیپورها در صفحه ای عمود بر محور دوران و در دو جهت مخالف هم قرار داشتند. با پیشرفت علم در سال 1883 یک مهندس سوئدی به نام گوستاو دولاوال موفق به ساخت نخستین توربین بخار با یک طبقه گردید. سپس در سال 1884، چارلز پارسون توربینی ساخت که کاهش فشار آن در چند طبقه پره صورت می گرفت.

و این امر باعث میشد تا مانع از سرعت زیاد بخار شود. و در نتیجه سرعت زیاد گردش روتر توربین (مشکل توربین دولاوال) کم گردد. از آن پس روز به روز نقایص توربین برطرف شد و ساختمان آن کامل تر گردید. امروزه حدود 80 درصد برق دنیا از توربین های بخاری که در نیروگاه های هسته ای و نیروگاه های حرارتی و … به کار می رود، تولید می شود.

فولاد رسول دلاکان

با سالها تجربه ارزشمند و گرانبها در عرصه تأمین و توزیع انواع ورق آلیاژی و انواع فولاد آلیاژی با گواهینامه ها و آنالیزهای معتبر با ضمیمه نمودن آن به محصولاتش آنرا به مشتریان خویش ارائه داده است. که توانسته رضایتمندی آنان را همواره فراهم آورد. صنعتگر شریف و گرامی از اینکه ما را جهت خرید کالا (فولاد آلیاژی) مورد نیاز خویش، انتخاب می نمایید از شما سپاسگزاریم.