Lai gan turbīnas ritenis un lāpstiņriteņi dažkārt tiek lietoti aizvietojami ikdienas kontekstā, pastāv skaidra atšķirība starp to nozīmi un lietojumu tehniskos un rūpnieciskos lietojumos. Turbīna parasti attiecas uz ventilatoru automašīnas vai lidmašīnas dzinējā, kas izmanto izplūdes gāzes, lai iepūstu dzinējā degvielas tvaiku, lai uzlabotu dzinēja veiktspēju. Darbrats sastāv no riteņa, riteņa pārsega un lāpstiņas un citām komponentu daļām, šķidruma lāpstiņriteņa lāpstiņā ar lāpstiņriteni ātrgaitas rotācijai, gāzi rotējošā centrbēdzes spēka lomā, kā arī difuzora plūsmas. lāpstiņritenī, lai tas cauri lāpstiņritenim pēc spiediena uzlabošanas.
1. Turbīnas riteņa definīcija un raksturlielumi
Turbīnas ritenis ir sava veida rotējoša spēka iekārta, kas plūstošās darba vides enerģiju pārvērš mehāniskā darbā. Tā ir viena no galvenajām lidmašīnu dzinēju, gāzes turbīnu un tvaika turbīnu sastāvdaļām. Turbīnu lāpstiņas parasti ir izgatavotas no metāla vai keramikas materiāliem un tiek izmantotas, lai šķidruma kinētisko enerģiju pārveidotu mehāniskajā enerģijā. Turbīnu lāpstiņu konstrukcija un darbības princips nosaka to pielietojumu dažādās rūpniecības jomās, piemēram, aviācijā, autobūvē, kuģu būvē, celtniecības mašīnās u.c.
Turbīnas lāpstiņa parasti sastāv no trim galvenajām daļām: ieplūdes segmenta, starpsegmenta un izplūdes segmenta. Ieplūdes segmenta lāpstiņas ir platākas, lai novirzītu šķidrumu uz turbīnas centru, vidējā segmenta lāpstiņas ir plānākas, lai uzlabotu turbīnas efektivitāti, un izplūdes segmenta lāpstiņas tiek izmantotas, lai izspiestu atlikušo šķidrumu no turbīnas. Turbokompresori var ievērojami uzlabot dzinēja jaudu un griezes momentu, kopumā dzinēja jauda un griezes moments pēc turbokompresora uzstādīšanas jāpalielina par 20% līdz 30%. Tomēr turbokompresoram ir arī savi trūkumi, piemēram, turbīnas histerēzes efekts, paaugstināts troksnis un izplūdes siltuma izkliedes problēmas.
2, lāpstiņriteņa definīcija un raksturlielumi
Darbrats attiecas uz riteni, kas aprīkots ar kustīgu lāpstiņu, ir neatņemama impulsa turbīnas rotora sastāvdaļa, kā arī var attiekties uz riteņa un uz tā uzstādītās rotējošās lāpstiņas vispārīgo nosaukumu. Darbrati tiek klasificēti pēc to formas un atvēršanas un aizvēršanas apstākļiem, piemēram, slēgtie lāpstiņriteņi, daļēji atvērtie lāpstiņriteņi un atvērtie lāpstiņriteņi. Darbrata konstrukcija un materiālu izvēle ir atkarīga no šķidruma veida, ar kuru tas ir jārīkojas, un uzdevuma, kas tam jāveic.
Darbrata galvenā funkcija ir pārveidot galvenā dzinēja mehānisko enerģiju darba šķidruma statiskā spiediena enerģijā un dinamiskā spiediena enerģijā. Darbratam jābūt konstruētam tā, lai tas varētu apstrādāt un efektīvi transportēt šķidrumus, kas satur lielas piemaisījumu daļiņas vai garas šķiedras, un tam jābūt labam pretestībai pret aizsērēšanu un efektīviem darbības parametriem. Ļoti svarīga ir arī lāpstiņriteņa materiāla izvēle, un atbilstošie materiāli ir jāizvēlas atbilstoši darba vides īpašībām, piemēram, titāna sakausējums, sakausējums uz niķeļa bāzes, Monel materiāli.
3. Turbīnas un lāpstiņriteņa salīdzinājums
Lai gan gan turbīnas ritenis, gan dzinējspēki ietver šķidruma kinētiskās enerģijas pārvēršanu mehāniskajā enerģijā, pastāv būtiskas atšķirības to darbības principā, konstrukcijā un pielietojumā. Turbīnas ritenis bieži tiek uzskatīts par enerģijas savācēju, kas palielina degvielas tvaika efektivitāti ar izplūdes gāzēm automašīnas vai lidmašīnas dzinējā, tādējādi uzlabojot dzinēja veiktspēju. No otras puses, lāpstiņritenis ir enerģijas aplikators, kas mehānisko enerģiju pārvērš šķidruma kinētiskajā enerģijā, griežoties, palielina šķidruma spiedienu un spēlē lomu dažādos rūpnieciskos lietojumos, piemēram, sūknējot šķidrumus, kas satur cietas daļiņas. Turbīnas ritenī lāpstiņas parasti ir plānākas, lai nodrošinātu lielāku lāpstiņu laukumu un iegūtu lielāku jaudu. Darbratiem lāpstiņas parasti ir biezākas, lai nodrošinātu labāku pretestību un izplešanos. Turklāt turbīnu lāpstiņas parasti ir konstruētas tā, lai tās grieztos un tieši izvadītu jaudu, savukārt lāpstiņriteņa lāpstiņas var būt nekustīgas vai rotējošas atkarībā no nepieciešamā pielietojuma2.
Secinājums
Rezumējot, pastāv acīmredzamas atšķirības starp turbīnas riteni un lāpstiņriteņiem definīcijā, raksturlielumos un lietojumos. Turbīnas galvenokārt izmanto, lai uzlabotu iekšdedzes dzinēju veiktspēju, savukārt lāpstiņriteņus izmanto šķidrumu transportēšanai un apstrādei plašā rūpnieciskā lietojuma klāstā. Turbīnas ir konstruētas ar uzsvaru uz papildu jaudu un efektivitāti, ko tās var nodrošināt, savukārt lāpstiņriteņi ir veidoti, uzsverot to uzticamību un spēju apstrādāt plašu šķidrumu klāstu.
