اگرچه گاهی اوقات توربین و پروانه به جای یکدیگر در زمینه های روزمره استفاده می شوند، اما در کاربردهای فنی و صنعتی معانی و کاربرد آنها به وضوح متمایز است. توربین معمولاً به فن در موتور اتومبیل یا هواپیما اطلاق می شود که با استفاده از گازهای خروجی برای دمیدن بخار سوخت به داخل موتور، عملکرد موتور را بهبود می بخشد. پروانه از یک دیسک، یک روکش چرخ، یک تیغه و سایر قطعات تشکیل شده است. سیال تحت تاثیر تیغه های پروانه با پروانه با سرعت بالا می چرخد. گاز تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز چرخش و جریان انبساط در پروانه قرار می گیرد و به آن اجازه عبور از پروانه را می دهد. فشار پشت پروانه افزایش می یابد.
1. تعریف و ویژگی های توربین
توربین یک ماشین قدرت دوار است که انرژی یک محیط کاری جاری را به کار مکانیکی تبدیل می کند. این یکی از اجزای اصلی موتور هواپیما، توربین های گازی و توربین های بخار است. پره های توربین معمولاً از مواد فلزی یا سرامیکی ساخته می شوند و برای تبدیل انرژی جنبشی سیالات به انرژی مکانیکی استفاده می شوند. طراحی و اصل کار پره های توربین تعیین کننده کاربرد آنها در زمینه های مختلف صنعتی مانند هوانوردی، خودروسازی، کشتی سازی، ماشین آلات مهندسی و غیره است.
پره های توربین معمولا از سه قسمت اصلی تشکیل شده اند: بخش ورودی، بخش میانی و بخش خروجی. پره های بخش ورودی پهن تر هستند تا سیال را به مرکز توربین هدایت کنند، پره های بخش میانی نازک تر هستند تا کارایی توربین را بهبود بخشند و پره های بخش خروجی برای بیرون راندن سیال باقی مانده از توربین استفاده می شوند. یک توربوشارژر می تواند قدرت و گشتاور موتور را تا حد زیادی افزایش دهد. به طور کلی، قدرت و گشتاور یک موتور پس از اضافه کردن توربوشارژر بین 20 تا 30 درصد افزایش می یابد. با این حال، توربوشارژ معایبی نیز دارد، مانند تاخیر توربو، افزایش نویز و مشکلات اتلاف حرارت اگزوز.
2. تعریف و مشخصات پروانه
پروانه به دیسک چرخ مجهز به پره های متحرک اشاره دارد که جزء روتور توربین بخار ضربه ای است. همچنین می تواند به نام کلی دیسک چرخ و تیغه های دوار نصب شده بر روی آن اشاره داشته باشد. پروانه ها بر اساس شکل و شرایط باز و بسته شدنشان مانند پروانه بسته، پروانه نیمه باز و پروانه باز طبقه بندی می شوند. طراحی و انتخاب متریال پروانه به نوع سیال مورد نیاز و وظیفه ای که باید انجام دهد بستگی دارد.
وظیفه اصلی پروانه تبدیل انرژی مکانیکی محرک اصلی به انرژی فشار ساکن و انرژی فشار دینامیکی سیال کار است. طراحی پروانه باید بتواند مایعات حاوی ناخالصی های بزرگ ذرات یا الیاف بلند را حمل و به طور موثر حمل کند و باید عملکرد ضد گرفتگی خوب و ویژگی های عملیاتی کارآمد داشته باشد. انتخاب مواد پروانه نیز بسیار مهم است. مواد مناسب باید با توجه به ماهیت محیط کار انتخاب شوند، مانند چدن، فولاد ضد زنگ، برنز و مواد غیر فلزی.
3. مقایسه بین توربین و پروانه
اگرچه توربین ها و پروانه ها هر دو شامل تبدیل انرژی جنبشی سیال به انرژی مکانیکی هستند، اما تفاوت های قابل توجهی در اصول کار، طراحی و کاربردهای خود دارند. توربین به طور کلی یک استخراج کننده انرژی در موتور خودرو یا هواپیما در نظر گرفته می شود که بازده بخار سوخت را از طریق گازهای خروجی افزایش می دهد و در نتیجه عملکرد موتور را افزایش می دهد. پروانه انرژی زا است که انرژی مکانیکی را از طریق چرخش به انرژی جنبشی سیال تبدیل می کند، فشار سیال را افزایش می دهد و در کاربردهای مختلف صنعتی مانند پمپاژ مایعات حاوی ذرات جامد نقش ایفا می کند.
در توربین ها، پره ها معمولاً نازک تر هستند تا سطح پره بزرگ تری را فراهم کنند و توان خروجی قوی تری تولید کنند. در پروانه، تیغه ها معمولا ضخیم تر هستند تا مقاومت و انبساط بهتری ایجاد کنند. علاوه بر این، تیغه های توربین معمولاً برای چرخش و تولید مستقیم توان طراحی می شوند، در حالی که تیغه های پروانه بسته به نیازهای کاربردی می توانند ثابت یا دوار باشند.
4- نتیجه گیری
به طور خلاصه، تفاوت های آشکاری در تعریف، ویژگی ها و کاربردهای توربین ها و پروانه ها وجود دارد. توربین ها در درجه اول برای بهبود عملکرد موتورهای احتراق داخلی استفاده می شوند، در حالی که پروانه ها برای انتقال و پردازش سیالات در طیف گسترده ای از کاربردهای صنعتی استفاده می شوند. طراحی توربین بر قدرت و راندمان اضافی که می تواند ارائه دهد تمرکز دارد، در حالی که پروانه بر قابلیت اطمینان و توانایی آن در مدیریت انواع سیالات تاکید دارد.
زمان ارسال: ژوئن-06-2024
