Αν και ο στρόβιλος και η πτερωτή χρησιμοποιούνται μερικές φορές εναλλακτικά σε καθημερινά περιβάλλοντα, σε τεχνικές και βιομηχανικές εφαρμογές οι έννοιες και οι χρήσεις τους είναι σαφώς διακριτές. Ένας στρόβιλος συνήθως αναφέρεται σε έναν ανεμιστήρα σε κινητήρα αυτοκινήτου ή αεροπλάνου που βελτιώνει την απόδοση του κινητήρα χρησιμοποιώντας καυσαέρια για να φυσήξει ατμούς καυσίμου στον κινητήρα. Η πτερωτή αποτελείται από έναν δίσκο, ένα κάλυμμα τροχού, μια λεπίδα και άλλα μέρη. Το ρευστό περιστρέφεται με την πτερωτή με υψηλή ταχύτητα υπό τη δράση των πτερυγίων της πτερωτής. Το αέριο επηρεάζεται από τη φυγόκεντρη δύναμη της περιστροφής και τη ροή διαστολής στην πτερωτή, επιτρέποντάς του να περάσει μέσα από την πτερωτή. Η πίεση πίσω από την πτερωτή αυξάνεται.
1. Ορισμός και χαρακτηριστικά τουρμπίνας
Ο στρόβιλος είναι μια περιστρεφόμενη μηχανή ισχύος που μετατρέπει την ενέργεια ενός ρέοντος μέσου εργασίας σε μηχανικό έργο. Είναι ένα από τα κύρια συστατικά των κινητήρων αεροσκαφών, των αεριοστροβίλων και των ατμοστρόβιλων. Τα πτερύγια των στροβίλων κατασκευάζονται συνήθως από μεταλλικά ή κεραμικά υλικά και χρησιμοποιούνται για τη μετατροπή της κινητικής ενέργειας των ρευστών σε μηχανική ενέργεια. Ο σχεδιασμός και η αρχή λειτουργίας των πτερυγίων τουρμπίνας καθορίζουν την εφαρμογή τους σε διάφορους βιομηχανικούς τομείς, όπως η αεροπορία, τα αυτοκίνητα, η ναυπηγική, τα μηχανήματα μηχανικής κ.λπ.
Τα πτερύγια του στροβίλου αποτελούνται συνήθως από τρία κύρια μέρη: το τμήμα εισόδου, το ενδιάμεσο τμήμα και το τμήμα εξόδου. Τα πτερύγια του τμήματος εισόδου είναι πιο φαρδιά για να οδηγήσουν το ρευστό στο κέντρο του στροβίλου, τα πτερύγια του μεσαίου τμήματος είναι πιο λεπτά για να βελτιώσουν την απόδοση του στροβίλου και τα πτερύγια του τμήματος εξόδου χρησιμοποιούνται για να ωθήσουν το υπόλοιπο υγρό έξω από τον στρόβιλο. Ένας υπερσυμπιεστής μπορεί να αυξήσει σημαντικά την ισχύ και τη ροπή ενός κινητήρα. Σε γενικές γραμμές, η ισχύς και η ροπή ενός κινητήρα μετά την προσθήκη ενός υπερσυμπιεστή θα αυξηθούν κατά 20% έως 30%. Ωστόσο, η υπερσυμπίεση έχει και τα μειονεκτήματά της, όπως υστέρηση turbo, αυξημένο θόρυβο και προβλήματα απαγωγής θερμότητας καυσαερίων.
2. Ορισμός και χαρακτηριστικά πτερωτής
Το στροφείο αναφέρεται στον δίσκο του τροχού που είναι εξοπλισμένος με κινούμενα πτερύγια, ο οποίος αποτελεί συστατικό του στροφείου παλμικού ατμοστροβίλου. Μπορεί επίσης να αναφέρεται στο γενικό όνομα του δίσκου του τροχού και των περιστρεφόμενων λεπίδων που είναι εγκατεστημένα σε αυτόν. Οι φτερωτές ταξινομούνται ανάλογα με το σχήμα τους και τις συνθήκες ανοίγματος και κλεισίματος, όπως κλειστές φτερωτές, ημι-ανοιχτές και ανοιχτές φτερωτές. Ο σχεδιασμός και η επιλογή υλικού της πτερωτής εξαρτάται από τον τύπο του υγρού που χρειάζεται να χειριστεί και την εργασία που πρέπει να ολοκληρώσει.
Η κύρια λειτουργία της πτερωτής είναι να μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια του κύριου κινητήρος σε ενέργεια στατικής πίεσης και δυναμική ενέργεια πίεσης του ρευστού εργασίας. Ο σχεδιασμός της πτερωτής πρέπει να μπορεί να χειρίζεται και να μεταφέρει αποτελεσματικά υγρά που περιέχουν μεγάλες ακαθαρσίες σωματιδίων ή μακριές ίνες και πρέπει να έχει καλή απόδοση κατά της απόφραξης και αποτελεσματικά χαρακτηριστικά λειτουργίας. Η επιλογή υλικού της πτερωτής είναι επίσης πολύ σημαντική. Τα κατάλληλα υλικά πρέπει να επιλέγονται ανάλογα με τη φύση του μέσου εργασίας, όπως χυτοσίδηρος, ανοξείδωτος χάλυβας, μπρούτζος και μη μεταλλικά υλικά.
3. Σύγκριση μεταξύ τουρμπίνας και πτερωτής
Αν και οι στρόβιλοι και οι πτερωτές συνεπάγονται τη μετατροπή της κινητικής ενέργειας του ρευστού σε μηχανική ενέργεια, έχουν σημαντικές διαφορές στις αρχές λειτουργίας, το σχεδιασμό και τις εφαρμογές τους. Ένας στρόβιλος θεωρείται γενικά ένας εξαγωγέας ενέργειας σε κινητήρα αυτοκινήτου ή αεροσκάφους που αυξάνει την απόδοση των ατμών καυσίμου μέσω των καυσαερίων, αυξάνοντας έτσι την απόδοση του κινητήρα. Το στροφείο είναι ένας ενεργοποιητής που μετατρέπει τη μηχανική ενέργεια σε κινητική ενέργεια του ρευστού μέσω της περιστροφής, αυξάνει την πίεση του ρευστού και παίζει ρόλο σε διάφορες βιομηχανικές εφαρμογές, όπως η άντληση υγρών που περιέχουν στερεά σωματίδια.
Στις τουρμπίνες, τα πτερύγια είναι συνήθως πιο λεπτά για να παρέχουν μεγαλύτερη επιφάνεια πτερυγίων και να παράγουν ισχυρότερη ισχύ εξόδου. Σε μια πτερωτή, τα πτερύγια είναι συνήθως παχύτερα για να παρέχουν καλύτερη αντίσταση και διαστολή. Επιπλέον, τα πτερύγια του στροβίλου σχεδιάζονται συνήθως για να περιστρέφονται και να παράγουν απευθείας ισχύ, ενώ τα πτερύγια των πτερυγίων μπορεί να είναι σταθερά ή περιστρεφόμενα, ανάλογα με τις απαιτήσεις της εφαρμογής2.
4, Συμπέρασμα
Συνοψίζοντας, υπάρχουν προφανείς διαφορές στον ορισμό, τα χαρακτηριστικά και τις εφαρμογές των στροβίλων και των πτερωτών. Οι στρόβιλοι χρησιμοποιούνται κυρίως για τη βελτίωση της απόδοσης των κινητήρων εσωτερικής καύσης, ενώ οι πτερωτές χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά και επεξεργασία υγρών σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών εφαρμογών. Ο σχεδιασμός της τουρμπίνας εστιάζει στην επιπλέον ισχύ και απόδοση που μπορεί να προσφέρει, ενώ η φτερωτή τονίζει την αξιοπιστία και την ικανότητά της να χειρίζεται μια ποικιλία υγρών.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-06-2024
