Tvaika turbīna

Mūsdienu spēkstacijas tvaika turbīnas rotors

Tvaika turbīna ir nepārtrauktas darbības siltumdzinējs, kurā augstspiediena tvaika potenciālā enerģija tiek pārvērsta kinētiskajā enerģijā, kas savukārt griež turbīnas rotoru, radot mehānisko darbu. Tvaika turbīnas ir galvenie dzinēji termoelektrostacijās un atomelektrostacijās, kur tās darbina elektroģeneratorus.

Darbības princips

Tvaika turbīnas darbība balstās uz tvaika izplešanos, tam ejot caur sprauslām un lāpstiņu kanāliem.

1. Potenciālās enerģijas pārvēršana: augsta spiediena un temperatūras tvaiks no tvaika katla nonāk turbīnas sprauslās, kur tā spiediens samazinās, bet ātrums strauji pieaug.
2. Mehāniskā darba radīšana: ātrais tvaika strāvojums triecas pret turbīnas rotora lāpstiņām, liekot tām griezties.

Atkarībā no darbības principa izšķir:

• Aktīvās turbīnas: tvaika spiediens samazinās tikai nekustīgajās sprauslās.
• Reaktīvās turbīnas: tvaika spiediens samazinās gan sprauslās, gan kustīgajos lāpstiņu kanālos.

Uzbūve

Tvaika turbīnas galvenās sastāvdaļas ir:

• Rotors: vārpsta ar nostiprinātiem darba ratiem un lāpstiņām.
• Stators (korpuss): nekustīga daļa, kurā atrodas sprauslas vai virzošās lāpstiņas.
• Gultņi: nodrošina vārpstas rotāciju un fiksāciju.
• Blīvējumi: novērš tvaika noplūdi no korpusa.

Vēsture

Pirmais ar tvaika turbīnu darbināmais kuģis Turbinia: ātrākais pasaulē 1894. gadā

Pirmo ierīci, ko var uzskatīt par tvaika turbīnas priekšteci (eolipīlu), m.ē. 1. gadsimtā aprakstīja Aleksandrijas Herons. Tomēr praktiski izmantojamas tvaika turbīnas parādījās 19. gadsimta beigās, pateicoties Čārlza Pārsona (reaktīvā turbīna, 1884) un Gistava de Lavala (aktīvā turbīna, 1889) izgudrojumiem.

Ārējās saites

• Vikikrātuvē par šo tēmu ir pieejami multivides faili. Skatīt: Tvaika turbīna.

• Encyclopædia Britannica raksts (angliski)
• Krievijas Lielās enciklopēdijas raksts (2004-2017) (krieviski)
• Encyclopædia Universalis raksts (franciski)
• Steam turbine (angliski)