Co to jest turbina impulsowa?

Turbina impulsowa jest rodzajem turbiny często występującym w elektrowniach parowych. Turbina impulsowa została wynaleziona pod koniec XIX wieku przez szwedzkiego wynalazcę Gustafa de Lavala, i od tego czasu została znacznie ulepszona i była wykorzystywana na różne sposoby. Turbiny nie są jednak wyłączne dla pary; turbina impulsowa to dowolna turbina, której obrót jest wytwarzany przez stałe dysze, w których strumienie płynu roboczego - niezależnie od tego, czy jest to para wodna, woda czy inne gazy - popychają wiadra na wirnik. To bardzo różni się od turbiny reakcyjnej, której dysze obracają się wraz z samym wirnikiem. Dobrym przykładem turbiny reakcyjnej byłby automatyczny zraszacz ogrodowy, a turbina impulsowa bardziej przypomina zabawkowy wiatraczek.

Najczęstszym rodzajem turbiny impulsowej jest impulsowa turbina parowa, w której stałe dysze pomagają wytwarzać strumienie pary o dużej prędkości. Energia kinetyczna z prędkości pary jest następnie wykorzystywana do obracania wału turbiny parowej z bardzo dużymi prędkościami. Stałe dysze przed wirującymi łopatkami pomagają zwiększyć prędkość pary kosztem spadku ciśnienia. Jest to bardzo ważna część procesu, ponieważ zarówno prędkość, jak i ciśnienie odgrywają równie ważną rolę w wydajności turbiny. Jest to bardzo odmienne od silnika tłokowego, w którym obroty silnika na minutę zależą głównie od samego ciśnienia pary.

Innym rodzajem turbiny impulsowej jest impulsowa turbina wodna, która jest stosowana w elektrowniach wodnych na całym świecie. Tego rodzaju turbiny są znane jako koła Pelton, a wirnik składa się z wielu łyżek do zbierania przepływającej wody. Koła Peltona różnią się jednak bardzo od typowego koła wodnego; koła wodne zależą od masy wody podczas obracania, ale koło Pelton opiera się na przepływie. Koła Peltona są niezwykle wydajne, ponieważ zużywają prawie całą energię z prędkości wody.

Turbiny impulsowe występują w wielu różnych typach i rozmiarach. Rozmiary sięgają wszędzie - od małych urządzeń o mocy mniejszej niż jedna moc do dużych turbin przemysłowych, które są w stanie dostarczyć ponad 2 miliony koni mechanicznych. Mniejsze turbiny są rzadkością, ponieważ były używane tylko do mniejszych prac, takich jak wytwarzanie energii elektrycznej w lokomotywach parowych. Większe turbiny są jednak odpowiedzialne za około 80 procent światowej energii elektrycznej. Turbiny te często są kombinacją turbin zarówno impulsowych, jak i reakcyjnych.