Turbomaschine

Eine Turbomaschine ist ein Mechanismus, bei dem eine Energieübertragung zwischen einem rotierenden Teil (einem Rotor) und einem Fluid stattfindet.

Typen

Turbomaschinen werden im Allgemeinen danach unterschieden, ob die Energie von der Flüssigkeit auf den Rotor übertragen wird oder umgekehrt:

• Maschinen empfängt: Diese sind Maschinen , bei denen die Richtung des Energieaustausches von dem Fluid auf den Rotor durchgeführt wird: Gasturbinen , Wasserturbinen , Windkraftanlagen ,  usw.
• Generator Maschinen: Dies sind Maschinen , bei denen die Richtung Austausch von Energie von dem Rotor auf das Fluid wird: Pumpen ( zentrifugale oder axiale Pumpen ), Kompressoren (Kreisel- oder axialer Verdichter ), Ventilatoren ,  usw.

Eine weitere Klassifizierung erfolgt nach den Eigenschaften der Flüssigkeit:

• Wenn die Flüssigkeit eine Flüssigkeit ist (daher inkompressibel), spricht man von einer Pumpe .
• Wenn es sich bei der Flüssigkeit um ein Gas handelt, das beim Durchgang durch die Maschine nicht komprimiert wird, spricht man von einem Ventilator.
• Wenn das Fluid während seines Durchgangs durch die Maschine ein komprimiertes Gas ist, spricht man von einem Kompressor.

benutzen

Eine Turbomaschine ist sehr oft mit einer anderen Maschine gekoppelt. Ein Motor, der bei einer Empfangsmaschine mechanische Energie liefert. Oder ein Generator, der die von der Generatorturbomaschine gelieferte mechanische Energie umwandelt.

Beispielsweise ist bei einem Wasserkraftwerk die Generatorturbomaschine ( Hydraulikturbine ) über eine Welle mit einem Synchrongenerator verbunden, der Strom erzeugt. Die Turbopumpen und Turbolader kombinieren zwei auf derselben Welle montierte Turbinen: eine aufnehmende (eine Turbine) und den anderen Generator (Pumpe oder Kompressor), die Turbine zum Antreiben der anderen Maschine.

In einer Windmühle wird mechanische Energie direkt genutzt, es findet keine zweite Energieumwandlung statt.

In der Luftfahrt

Die meisten Flugtriebwerke sind Turbomaschinen wie:

• Der Turbo  : Ausstattung der Jäger mit Reaktoren mit oder ohne Nachbrenner und Verkehrsflugzeugen, die heute häufig mit effizienteren Doppelstromreaktoren ausgestattet sind ;
• Die Turbopropeller  : Sie werden für Flugzeuge verwendet, die keine hohe Geschwindigkeit (weniger als 800  km / h ) benötigen. Der Turboprop ist die meiste Zeit die Lösung.
• Die Turbowelle  : Wird verwendet, wenn Sie ein gutes Leistungsgewicht benötigen, wie im Fall von Hubschraubern oder APUs, die in Flugzeugen verwendet werden.

Im Bereich der Energie

Turbomaschinen werden zur Erzeugung elektrischer Energie verwendet: Gasturbinen , Wasserturbinen , Dampfturbinen , Windturbinen .

Wenn die Turbomaschine Energie aus dem Fluid zurückgewinnt, spricht man von einer Turbine . Die Art der verwendeten Turbine hängt von den Eigenschaften des Fluids (physikalischer Zustand, Druck, Geschwindigkeit, Dichte usw.) und von den Betriebsbedingungen (Leistung der Anlage, Ausrichtung der Turbine zum Beispiel) ab.

Die Ausrichtung der Strömung in Bezug auf die Drehachse ermöglicht die Unterscheidung von drei Maschinentypen:

1. Die Strömung verläuft senkrecht zur Drehachse. Wir sprechen von Radialmaschinen, Beispiel: Francis-Turbine
2. Die Strömung verläuft parallel zur Drehachse. Wir sprechen über Axialmaschine, Beispiel: Windturbinenblätter.
3. Die gemischte Maschine ist eine Mischung aus den beiden vorherigen Kategorien.

Die allgemeine Form der Turbine und insbesondere die der Schaufeln wird durch den Turbinentyp vorgegeben.

Anmerkungen und Referenzen

1. "  Beschreibung  " zu technischen Techniken (abgerufen am 15. Januar 2021 )
2. (en-US) "  Unterschied zwischen Pelton-, Francis- und Kaplan-Turbinen  " , auf The Constructor ,1 st März 2020(abgerufen am 20. März 2021 )
3. Olivier Pantale, "  Kurs: Mechanische Maschinen und Turbomaschinen  " ,2007(abgerufen am 21. März 2021 )

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