Question

В какой турбине (активной или реактивной) возникает аксиальная сила и почему ?

Answer 1

Реактивная турбина — турбина, роторкоторой использует силу реакции потока, возникающую при расширении рабочего тела (напор жидкости, теплоперепад газа или пара) в каналах, образованных лопатками ротора и в которой большая часть потенциальной энергии рабочего тела преобразуется в механическую работу в лопаточных каналах рабочего колеса, как правило, имеющих конфигурацию реактивного сопла.[1] Почти все турбины одновременно являются в какой-то степени и активными, и реактивными, то есть давление рабочего тела на лопатки обеспечивается как его кинетической энергией, так и за счет его расширения, но соотношение активной и реактивной составляющей у разных турбин отличается друг от друга. Принято называть реактивными лишь те турбины, в которых по реактивному принципу в механическую работу переходит не менее 50 % всей преобразованной потенциальной энергии рабочего тела.

Альтернативная конструкция турбины, в которой потенциальная энергия рабочего тела (газа, пара, жидкости) преобразуется в кинетическую (то есть давление рабочего тела уменьшается, а скорость растёт) в неподвижных каналах (соплах), а затем на рабочих лопатках происходит превращение кинетической энергии в механическую работу, называется активной турбиной (англ. action turbine).

Answer 2

В турбинах возникают различные силы в зависимости от их конструкции и принципа работы. Чтобы ответить на ваш вопрос, давайте разберемся в терминологии:

1. Активная турбина (или реактивно-действующая) — это турбина, в которой происходит изменение импульса газа за счет действия на него силы (например, на турбинные лопатки). Простыми словами, она основывается на принципе действия и противодействия.

2. Реактивная турбина (или реактивно-действующая) — это турбина, в которой газ или жидкость расширяется и изменяет направление своего движения, передавая при этом импульс турбине. В реактивных турбинах возникает аксиальная сила.

Теперь рассмотрим аксиальную силу. Аксиальная сила — это сила, направленная вдоль оси вращения турбины. Она возникает в реактивных турбинах благодаря принципу действия и противодействия. Когда газ или жидкость расширяется в реактивной турбине и меняет направление движения, она передает импульс турбине в направлении, перпендикулярном рабочему колесу турбины (то есть в аксиальном направлении). Этот импульс вызывает аксиальную силу, которая приводит к вращению турбины.

В активных турбинах, напротив, сила возникает за счет давления газа или жидкости на лопатки турбины. Это давление создает силу, направленную перпендикулярно к поверхности лопаток, что также вызывает вращение турбины.

Таким образом, в реактивных турбинах возникает аксиальная сила из-за передачи импульса от газа или жидкости в аксиальном направлении, а в активных турбинах сила обусловлена давлением на лопатки.