Vaikka turbiinia ja juoksupyörää käytetään joskus vaihtokelpoisesti arkielämässä, teknisissä ja teollisissa sovelluksissa niiden merkitykset ja käyttötarkoitukset eroavat selvästi. Turbiinilla tarkoitetaan yleensä auton tai lentokoneen moottorissa olevaa tuuletinta, joka parantaa moottorin suorituskykyä käyttämällä pakokaasuja puhaltamalla polttoainehöyryä moottoriin. Juoksupyörä koostuu kiekosta, pyörän suojuksesta, terästä ja muista osista. Neste pyörii juoksupyörän kanssa suurella nopeudella juoksupyörän siipien vaikutuksesta. Kaasuun vaikuttaa pyörimisen keskipakovoima ja siipipyörän laajenemisvirtaus, jolloin kaasu pääsee kulkemaan juoksupyörän läpi. Painetta juoksupyörän takana lisätään.
1. Turbiinin määritelmä ja ominaisuudet
Turbiini on pyörivä voimakone, joka muuntaa virtaavan työväliaineen energian mekaaniseksi työksi. Se on yksi lentokoneiden moottoreiden, kaasuturbiinien ja höyryturbiinien pääkomponenteista. Turbiinien siivet on yleensä valmistettu metallista tai keraamisista materiaaleista ja niitä käytetään nesteiden liike-energian muuntamiseen mekaaniseksi energiaksi. Turbiinien siipien suunnittelu ja toimintaperiaate määräävät niiden käytön eri teollisuuden aloilla, kuten ilmailussa, autoissa, laivanrakennuksessa, konepajateollisuudessa jne.
Turbiinin siivet koostuvat yleensä kolmesta pääosasta: tulo-, väli- ja poisto-osasta. Tulo-osan siivet ovat leveämpiä ohjaamaan nestettä turbiinin keskelle, keskiosan siivet ovat ohuempia turbiinin tehokkuuden parantamiseksi ja poisto-osan siipiä käytetään työntämään jäljellä oleva neste pois turbiinista. Turboahdin voi lisätä huomattavasti moottorin tehoa ja vääntömomenttia. Yleisesti ottaen moottorin teho ja vääntömomentti kasvavat turboahtimen lisäämisen jälkeen 20–30 %. Turboahtauksella on kuitenkin myös haittoja, kuten turbon viive, lisääntynyt melu ja pakokaasun lämmönpoistoongelmia.
2. Juoksupyörän määritelmä ja ominaisuudet
Juoksupyörällä tarkoitetaan liikkuvilla siipillä varustettua pyörän levyä, joka on impulssihöyryturbiinin roottorin komponentti. Se voi viitata myös pyörän levyn ja siihen asennettujen pyörivien terien yleisnimeen. Siipipyörät luokitellaan muodon ja avautumis- ja sulkeutumisolosuhteiden mukaan, kuten suljetut siipipyörät, puoliavoimet ja avoimet siipipyörät. Juoksupyörän suunnittelu ja materiaalivalinta riippuvat sen käsiteltävän nesteen tyypistä ja tehtävästä, joka sen on suoritettava.
Juoksupyörän päätehtävä on muuntaa voimakoneen mekaaninen energia käyttönesteen staattiseksi paineenergiaksi ja dynaamiseksi paineenergiaksi. Juoksupyörän rakenteen on kyettävä käsittelemään ja kuljettamaan tehokkaasti nesteitä, jotka sisältävät suuria partikkelepäpuhtauksia tai pitkiä kuituja, ja sillä on oltava hyvä tukkeutumisenestokyky ja tehokkaat käyttöominaisuudet. Myös juoksupyörän materiaalivalinta on erittäin tärkeä. Sopivat materiaalit on valittava työväliaineen luonteen mukaan, kuten valurauta, ruostumaton teräs, pronssi ja ei-metalliset materiaalit.
3. Turbiinin ja juoksupyörän vertailu
Vaikka turbiinit ja juoksupyörät muuttavat nesteen kineettistä energiaa mekaaniseksi energiaksi, niillä on merkittäviä eroja niiden toimintaperiaatteissa, rakenteessa ja sovelluksissa. Turbiinia pidetään yleensä auton tai lentokoneen moottorin energianpoistona, joka lisää polttoainehöyryn tehokkuutta pakokaasujen läpi ja lisää siten moottorin suorituskykyä. Juoksupyörä on energisoija, joka muuntaa mekaanisen energian nesteen kineettiseksi energiaksi pyörimisen kautta, lisää nesteen painetta ja toimii erilaisissa teollisissa sovelluksissa, kuten kiinteitä hiukkasia sisältävien nesteiden pumppauksessa.
Turbiineissa siivet ovat yleensä ohuempia suuremman siipialueen ja vahvemman tehon tuottamiseksi. Juoksupyörässä terät ovat yleensä paksumpia, jotta ne tarjoavat paremman vastuksen ja laajenemisen. Lisäksi turbiinin siivet on yleensä suunniteltu pyörimään ja suoraan tuottamaan tehoa, kun taas siipipyörän siivet voivat olla paikallaan tai pyöriviä sovellusvaatimuksista riippuen2.
4, Johtopäätös
Yhteenvetona voidaan todeta, että turbiinien ja juoksupyörien määritelmässä, ominaisuuksissa ja sovelluksissa on ilmeisiä eroja. Turbiineja käytetään ensisijaisesti polttomoottoreiden suorituskyvyn parantamiseen, kun taas juoksupyöriä käytetään nesteiden kuljettamiseen ja käsittelyyn monissa teollisissa sovelluksissa. Turbiinin suunnittelussa keskitytään sen tarjoamaan lisätehoon ja hyötysuhteeseen, kun taas siipipyörä korostaa sen luotettavuutta ja kykyä käsitellä erilaisia nesteitä.
Postitusaika: 06.06.2024
