結構設計及特點
衝擊式渦輪機的噴嘴環葉片和工作輪葉片形狀如圖所示。其特點是:噴嘴環葉片中的通道是收斂的,工作輪的葉片形狀是對稱的,而且葉片之間的通道截面是不變的。
工作原理
高溫廢氣經過收斂形噴嘴環通道時發生膨脹,壓力降低而速度升高,高速氣流沿噴嘴環通道彎曲形狀扭轉一個角度後流出,衝到渦輪葉片上。由於高速氣體流過工作輪葉片凸凹兩面的速度不同,即凸面的速度大於凹面的速度,因此其壓力也不一樣,凸面的壓力小於凹面的壓力,由此壓力所產生的圓周力使工作輪旋轉。
功及壓力變化
在衝擊式渦輪中,渦輪的機械功是能量兩次轉變的結果。首先,氣體在導向器葉片內膨脹把熱能轉變為動能,然後在工作輪葉片上氣體動能又部分地轉變成渦輪的機械功,最後,膨脹過程在噴嘴環中終止,噴嘴環後的壓力和渦輪機出口壓力基本相等,因為氣體在工作葉片中膨脹,因此沿葉片間通道長度上的相對速摩基本上保持不變。
優點對比
衝擊式渦輪機與威爾斯渦輪機的比較
根據渦輪機的起動特性,衝擊式渦輪機的起動只需要很短的時間。這意味著,衝擊式渦輪機可以比威爾斯渦輪機起動速度更快,而且在同樣的起動時問內產生更多的功率。此外,它的運行速度要比威爾斯渦輪機低。這是由於衝擊式渦輪機的轉矩係數要高於威爾斯渦輪機的轉矩係數,而且在無負載條件下衝擊式渦輪機的流量係數較低。因此,由於機械優勢和降噪能力,衝擊式渦輪機似乎更適合於設計更好的WEC套用系統(WEC,海洋波浪能發電)。