Gradul de reacție
Această intrare sau secțiune despre subiectul fizicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . |
În studiul turbomachinei , gradul de reacție este un parametru adimensional definit ca raportul dintre saltul de entalpie (și, prin urmare, în ipoteza izentropicității, a presiunii) numai în partea rotorului și cea totală a unui întreg stadiu al turbomachine. Prin urmare, indică împărțirea acestui salt între partea fixă și cea mobilă.
De asemenea, poate fi calculat pornind de la vitezele obținute din triunghiurile vitezei și, în acest caz, se numește gradul de reacție cinematică , chiar dacă această definiție este mai puțin riguroasă decât cea anterioară, deoarece pentru etapele de turbină „reale” poate da valorile lui R puțin mai mici decât zero.
Rămânând în cazul ideal, definind în acest caz vitezele absolute ale fluidului, viteze relative e viteza de tragere a rotorului și prin atribuirea indicilor 1 și respectiv 2 pentru intrarea și ieșirea părții rotorului, gradul de reacție cinematică ia forma:
Acest lucru se datorează faptului că Rotalpia este păstrat pe rotor, definit ca:
,
apoi cu , de la care vom avea:
.
Pe stator, pe de altă parte, se păstrează entalpia totală. Presupunând că vitezele absolute în și din scenă sunt aceleași, obținem:
Deci, substituind în definiția gradului de reacție, obținem:
că în cazul unei turbine axiale ( ), ia forma simplificată:
Tipuri
În funcție de valoarea gradului de reacție, turbomachina, indiferent dacă funcționează ( compresoare ) sau de acționare ( turbine ), poate fi clasificată în diferite tipuri, în special:
- după gradul de reacție egal cu zero ( ) vorbim de o mașină de acțiune „pură” (sau de impuls); saltul de presiune se dezvoltă exclusiv în partea statorică (prin creșterea sau scăderea vitezei absolute) și în partea rotorului există doar o abatere a debitului (intenționată ca viteză relativă, care, prin urmare, își menține modulul constant: de fapt, rotoarele pentru o mașină de acțiune pură este perfect simetrică. Viteza absolută este totuși variată, crescută într-un compresor, deoarece energia cinetică este furnizată fluidului și scade într-o turbină, unde energia cinetică este scăzută din fluid pentru a mișca rotoarele).
- după gradul de reacție între zero și unitate ( ) vorbim de un motor cu reacție ; saltul de presiune este parțial procesat în stator și parțial în rotor; viteza relativă la ieșirea rotorului este, prin urmare, diferită de cea de la intrare (mai mare într-o turbină, mai mică într-un compresor);
- pentru gradul de reacție egal cu unul ( ) vorbim despre o mașină de reacție „pură” ; saltul de presiune este dezvoltat în întregime în partea rotorului .
Exemple de turbină de acțiune pot fi văzute în turbina Pelton sau în turbina Curtis ; În general, în turbinele cu aburi, etapele de acțiune și reacție sunt alternate în diferite moduri, plasând adesea una sau mai multe etape de acțiune în partea din față, deoarece, chiar dacă cu o eficiență mai mică, pot gestiona salturi de entalpie mai mari și permit parțializarea fluxului.