Kuigi turbiini ja tiivikut kasutatakse mõnikord igapäevastes kontekstides vaheldumisi, on tehnilistes ja tööstuslikes rakendustes nende tähendused ja kasutusalad selgelt erinevad. Turbiin viitab tavaliselt auto või lennuki mootoris olevale ventilaatorile, mis parandab mootori jõudlust, kasutades heitgaase kütuseauru mootorisse puhumiseks. Tööratas koosneb kettast, rattakattest, labast ja muudest osadest. Vedelik pöörleb koos tiivikuga suurel kiirusel tiiviku labade toimel. Gaasi mõjutab pöörlemise tsentrifugaaljõud ja paisumisvool tiivikus, võimaldades sellel tiivikut läbida. Rõhk tiiviku taga on suurenenud.
1. Turbiini mõiste ja omadused
Turbiin on pöörlev jõumasin, mis muundab voolava töökeskkonna energia mehaaniliseks tööks. See on üks lennukimootorite, gaasiturbiinide ja auruturbiinide põhikomponente. Turbiini labad on tavaliselt valmistatud metallist või keraamilistest materjalidest ja neid kasutatakse vedelike kineetilise energia muundamiseks mehaaniliseks energiaks. Turbiinilabade konstruktsioon ja tööpõhimõte määravad nende kasutamise erinevates tööstusvaldkondades, nagu lennundus, autod, laevaehitus, masinaehitus jne.
Turbiini labad koosnevad tavaliselt kolmest põhiosast: sisselaskeosast, vahesektsioonist ja väljalaskeosast. Sisselaskeosa labad on laiemad, et juhtida vedelikku turbiini keskele, keskmise sektsiooni labad on turbiini efektiivsuse parandamiseks õhemad ja väljalaskeosa labasid kasutatakse ülejäänud vedeliku turbiinist välja tõrjumiseks. Turboülelaadur võib oluliselt suurendada mootori võimsust ja pöördemomenti. Üldiselt suureneb mootori võimsus ja pöördemoment pärast turboülelaaduri lisamist 20–30%. Turboülelaaduril on aga ka omad miinused, nagu turbo lag, suurenenud müra ja heitgaaside soojuse hajutamise probleemid.
2. Tööratta mõiste ja omadused
Tööratas viitab liikuvate labadega varustatud rattakettale, mis on impulss-auruturbiini rootori komponent. See võib viidata ka rattaketta ja sellele paigaldatud pöörlevate labade üldnimetusele. Töörattad liigitatakse nende kuju ning avanemis- ja sulgemistingimuste järgi, näiteks suletud tiivikud, poolavatud tiivikud ja avatud tiivikud. Tööratta konstruktsioon ja materjalivalik sõltuvad vedeliku tüübist, mida see peab käsitsema, ja ülesandest, mida see peab täitma.
Tööratta põhiülesanne on muundada peamootori mehaaniline energia töövedeliku staatiliseks rõhuenergiaks ja dünaamilise rõhu energiaks. Tööratta konstruktsioon peab suutma käsitseda ja tõhusalt transportida vedelikke, mis sisaldavad suuri osakesi või pikki kiude, ning sellel peab olema hea ummistusvastane jõudlus ja tõhusad tööomadused. Väga oluline on ka tiiviku materjali valik. Sobivad materjalid tuleb valida vastavalt töökeskkonna iseloomule, näiteks malm, roostevaba teras, pronks ja mittemetallilised materjalid.
3. Turbiini ja tiiviku võrdlus
Kuigi nii turbiinid kui ka tiivikud hõlmavad vedeliku kineetilise energia muundamist mehaaniliseks energiaks, on nende tööpõhimõtetes, konstruktsioonides ja rakendustes olulisi erinevusi. Turbiini peetakse üldiselt auto- või lennukimootori energia eemaldajaks, mis suurendab kütuseaurude efektiivsust heitgaaside kaudu, suurendades seeläbi mootori jõudlust. Tööratas on energisaator, mis muudab mehaanilise energia pöörlemise teel vedeliku kineetiliseks energiaks, suurendab vedeliku rõhku ja mängib rolli erinevates tööstuslikes rakendustes, näiteks tahkeid osakesi sisaldavate vedelike pumpamisel.
Turbiinides on labad tavaliselt õhemad, et tagada suurem labade pindala ja toota tugevamat väljundvõimsust. Tööratta puhul on labad tavaliselt paksemad, et tagada parem vastupidavus ja laienemine. Lisaks on turbiinilabad tavaliselt ette nähtud pöörlema ja otse võimsust välja andma, samas kui tiiviku labad võivad olenevalt rakenduse nõuetest olla statsionaarsed või pöörlevad2.
4. Järeldus
Kokkuvõtteks võib öelda, et turbiinide ja tiivikute määratluses, omadustes ja rakendustes on ilmseid erinevusi. Turbiine kasutatakse peamiselt sisepõlemismootorite jõudluse parandamiseks, tiivikuid aga vedelike transportimiseks ja töötlemiseks paljudes tööstuslikes rakendustes. Turbiini konstruktsioon keskendub lisavõimsusele ja tõhususele, mida see võib pakkuda, samas kui tiivik rõhutab selle töökindlust ja võimet käsitleda erinevaid vedelikke.
Postitusaeg: juuni-06-2024
