반응 터빈이란? - 작동 및 응용

반응 터빈이란?

반응 터빈은 유체의 압력이나 무게에 반응하여 토크를 발생시키는 터빈 유형입니다. 반작용 터빈의 작동은 뉴턴의 제3 운동 법칙(작용과 반작용은 동일하고 반대임)으로 설명됩니다.

임펄스 터빈과 달리 반작용 터빈에서는 작동 유체를 배출하는 노즐이 로터에 부착됩니다. 노즐을 떠나는 유체의 가속은 파이프에 반력을 생성하여 로터가 유체의 반대 방향으로 움직이게 합니다.

유체의 압력은 로터 블레이드를 통과할 때 변합니다. 대부분의 경우 터빈에 작용하는 작동 유체를 포함하기 위해 압력 여닫이가 필요합니다. 수력 터빈의 경우 케이싱은 흡출관에 의해 전달되는 흡입도 유지합니다.

또는 케이싱이 없는 경우 풍력 터빈의 경우와 같이 터빈이 유체 흐름에 완전히 잠겨야 합니다. Francis 터빈과 대부분의 증기 터빈은 반응 터빈 개념을 사용합니다.

 

 

반응 터빈은 어떻게 작동할까?

반응 터빈에서 블레이드는 훨씬 더 많은 양의 유체에 위치하며 유체가 블레이드를 지나갈 때 회전합니다. 반작용 터빈은 임펄스 터빈만큼 유체 흐름의 방향을 크게 바꾸지 않습니다. 유체가 블레이드를 통과하고 지나갈 때 단순히 회전합니다.

풍력 터빈은 아마도 반응 터빈의 가장 친숙한 예일 것입니다.

임펄스 터빈이 축구공을 차는 것과 같다면 반작용 터빈은 수영에 가깝습니다. 내가 설명하자! 손이 닿을 수 있는 최대한 앞쪽에서 시작하여 팔을 뒤쪽으로 잘 던지는 "팔로우 스루"로 끝내고 물을 통해 팔을 잡아당겨 자유형(프론트 크롤링)을 수행하는 방법을 생각해 보십시오.

당신이 달성하고자 하는 것은 손과 팔뚝이 가능한 한 오랫동안 물을 밀고 있는 상태를 유지하여 각 스트로크에서 가능한 한 많은 에너지를 전달하는 것입니다.

반응 터빈은 같은 아이디어를 반대로 사용하고 있습니다. 빠르게 흐르는 물이 당신을 지나쳐서 팔과 다리를 움직이고 몸에 에너지를 공급한다고 상상해보십시오! 반응 터빈을 사용하면 물이 가능한 한 오랫동안 블레이드에 부드럽게 닿아 최대한 많은 에너지를 방출하기를 원합니다.

물은 임펄스 터빈에서와 같이 블레이드를 치거나 튀어 나오지 않습니다. 대신 블레이드가 "흐름에 따라" 더 부드럽게 움직이고 있습니다.

터빈은 유체가 접촉하는 지점에서만 에너지를 포착하므로 반응 터빈(여러 블레이드가 모두 동시에 유체와 접촉함)은 잠재적으로 동일한 크기의 임펄스 터빈보다 더 많은 전력을 추출합니다(보통 하나 또는 두 개의 블레이드는 한 번에 유체의 경로에 있음).

 

반응 터빈의 장단점

반응 터빈의 장점
▷ 높은 유압 효율을 가지고 있습니다.
▷ 이것은 더 적은 공간을 필요로 합니다.
▷ 반응 터빈은 무급유 배기 시스템을 사용합니다.
▷ 그것은 작은 크기를 가지고 있습니다.
▷ 고온 고압을 사용할 수 있는 대용량입니다.
▷ 이 유형의 터빈은 작업 속도가 빠릅니다.
▷ 그것은 건설하기 쉽습니다.
▷ 블레이드는 임펄스 터빈보다 효율이 높습니다.

반응 터빈의 단점
▷ 이러한 유형의 터빈은 추력을 생성합니다.
▷ 그것은 공동의 문제에 직면합니다.
▷ 대칭 블레이드가 없습니다.
▷ 이러한 터빈은 임펄스 터빈보다 더 높은 유지 보수가 필요합니다.
▷ 더 높은 유지 보수 비용이 필요합니다.

 

반응 터빈의 응용

▷ 직교류 터빈을 제외하고 이것은 비효율적인 낮은 첨두 수두와 높은 속도에서 최적의 출력을 달성하는 유일한 터빈입니다.
▷ 반응 터빈은 풍력 발전 공장에서 전기를 생성하는 데 사용됩니다.
▷ 수력 발전소에서 전기를 생산하기 위해 가장 널리 사용되는 터빈입니다.