Slayt Başlığı Yok - Yalova Üniversitesi Akademik Blog`u



TÜRBİNLER
Buhar ve gaz türbinlerinde bir gazın iç enerjisi
önce kinetik enerjiye dönüştürülür daha sonra
bu enerjiden faydalanılarak iş elde edilir.
Türbinler çalışma şekline göre ikiye ayrılır.

1. Aksiyon Türbinleri

2. Reaksiyon Türbinleri

1. Aksiyon Türbinleri: Bu türbinlerde
basınç sadece sabit
kanatlarda
veya
lülelerde düşürülür. Hareketli kanatların
girişi ile çıkış arasında P sabit kalır.

2. Reaksiyon Türbinleri: Bu türbinlerde
basınç hem sabit hem de hareketli kanatlarla
oluşur.
Akış şekline göre



-Eksenel akış
-Radyal akış
Taze buhar basıncına göre
Alçak Basınçlı
(10 Atü)
Orta Basınçlı
(1088 Atü)
Yüksek Basınçlı
(88-224 Atü)
Kritik Basınçlı
(224 Atü’den fazla)
Taze buhar sıcaklığına göre
Doymuş buhar
Orta Sıcaklı
(485oC kadar)
Yüksek Sıcaklık
(485565 oC
Çok Yüksek Sıcaklık
(585’den fazla)

Çıkan Buharın Türüne Göre:
• 1. Kondenzasyon Türbinleri
• 2. Karşı Basınç Türbinleri
• 3. Çekme veya ara buharlı türbinler



1) Kondensasyon Türbinleri: Bu türbinlerde çürük
buhar bir kondeste ve vakum altında ısısını vererek
yoğunlaşır. Buharın kondensasyon ısısı soğutma suyu ile
alınır ve başka bir amaç için kullanılmadan atılır.
2) Karşı Basınç Türbinleri: Bu türbinlerde belirli bir
basınçla türbünden çıkan buharın ısısı soğutma suyu ile
dışarı atılmadan ısıtma gibi amaçlarda kullanılır.
3)Çekme veya Ara Buharlı Türbinleri: Bu türbinler
çeşitli basamaklardan alınan buhar ön ısıtıcıların
ısıtılmasında kullanılır

AKSİYON TÜRBİNLERİ:
Buharın Po’dan P1’e
düşürülen hızı
C1  91,5 ha  h1


’e çıarılarak eğri eksenli bir kanal içine gönderilir. Bu
kanalın sürtünmesiz olduğunu farz edelim. Girişten çıkışa
kadar kesit sabit tutulursa basınç ve hız da sabit kalır.
Kanal içine alınan herhangi bir m parçasına
C2
f 
dm
r

(merkez kuvveti)
C1
P1 P0
w1
f
U
h
m
U
0
ho
r
Po
F
h1
P1
w2
fy
C2
f
U
1
Bu kuvvetin yatay ve düşey bileşenleri göz önüne alalım
ve bütün akışkanın kütlesini göz önüne alalım. Düşey
bileşenler birbirini dengeler yatay bileşenler ise bileşke
kuvveti verir. Bu kuvvetten faydalanılarak bir direnç
kuvvetine karşı iş yapılabilir. Direnç kuvvetinin f
kuvvetine eşit ve zıt yönlü olması halinde eğri eksenli
kanal bir U hızıyla hareket edecektir. Kanalın U hızıyla
lüleden uzaklaşması halinde C1 hızıyla hareket etmekte
olan buhar kanala c1-u hızıyla girecektir


w1=Giriş izafi hızı

C1=Giriş mutlak hızı

w2=Çıkış izafi hızı

C2=Çıkış mutlak hızı


Kanal içine giren akışkan kanalla birlikte U hızıyla
sürükleneceğinden U’ya genellikle sürüklenme hızı denilir.
Türbinlerde bu hız çevre hızına eşittir. Girişten çıkışa kadar
kanal kesiti değişmediği için izafi hız da sabit kalır,
dolayısıyla çıkış izafi hızı (w2) ;
w2=w1 sonucuna varılır. Gaz kanalı c2=w2 – u mutlak
hızı ile terk eder.
C12 C 22
F

2g 2g

Kanal içinde F kadarlık enerji işe çevrilmiştir. O halde
verim;
F
C 22
  2  1 2
C1
C1
2g

Verimin max. olması için C2 değerinin 0 olması gerekir.
Bu da kanaldan çıkan gazın olduğu yerde kalması
anlamındadır ve enerji ihtiva etmeyecektir.
C2  0  w2  U  0  w2  U  w1
U
1
C1  U  w1  C1  U  U  2u  C1 

C1 2

Uygulamada şekilde gösterilen sistem kullanılmaz
bunun sebebi lülenin hareket etmekte olan kanalın yolu
üzerinde bulunmasıdır. Buharın kanal içine belli bir açı
altında püskürtülmesi gerekir.Bu yapılrsa şekilde
görülen sistem elde edilir
2
1
Qo
Lüleler veya sabit
kanatlar
Q1
1
1
C1
U
w1
2
C2

2
w2
Buhar kanatlar içerisinde 1 giriş açısı altında C1 mutlak
hızı ile püskürtülür. Kanatlar U çevre hızı ile hareket
etmekte olduğundan şekilde görüldüğü gibi çizilen hız
üçgeninden w1 giriş izafi hız bulunur. Buharın giriş
kanadına çarpması için w1 izafi hızı kanada teğet
olmalıdır.
Bu yüzden 1 açısı türbinler için karakteristik bir
büyüklüktür. Kanatlar içine w1 izafi hızıyla giren buhar
sürtünmelerin etkisiyle bir miktar yavaşlar ve w2<w1
olur.
 kanat izafi katsayısı tecrübelerden bilinen bir
w2
değerdir. w2 çıkış hızı U sürüklenme hızıyla
 
vektörel olarak toplanırsa C2 bulunur. İşin ve
w1
verimin hesaplanabilmesi için giriş ve çıkış hız
üçgenlerini bir noktaya taşımak avantajlı
olmaktadır.

1
1
2 
2
C2
1
U
C1u
U
w1
w1u
w2
C2u
w2u
G.u
C1u  C 2u 
Nu 
g

Bu ifadeden hesaplanan Nu türbinin çevresinde gazın
kanatlara ilettiği güçtür. Bu sebepten çevre gücü adını
alır. Hız üçgenlerine bakılırsa C1U’nun U hızı ile aynı
yönde olduğu, C2U ‘nun ise U hızı ile zıt yönde olduğu
görülür. Dolayısıyla C1U U ile aynı C2U U ile ters
işaretlidir. Bunların değeri Nu ifadesine taşınırken
işaretler göz önüne alınmalıdır.

uygulamada çoğu kez denklem
G .u
w1U  w2U 
Nu 
g

şeklinde yazılır. Burada w1U ile w2U’nun mutlak değeri
uygulamalarda alınmalıdır.
w1U  C1 cos 1  U
w2U  w2 cos  2
cos  2
cos  2
 w1 
.cos 1  w1u 
cos 1
cos 1