衝擊式渦輪機

衝擊式渦輪機是一種以壓力下的水、蒸汽、或熱氣推動轉子葉片旋轉的原動機。衝擊式渦輪機在工作時，高壓水或高壓蒸汽在渦輪葉片間通過，此時壓力保持不變，高壓水或高壓蒸汽的熱能或動能轉換為機械能，從而使渦輪機獲得能量，此原理通常也會用在能量的回收過程中。

基本介紹

• 中文名：衝擊式渦輪機
• 外文名：Impulse turbine
• 分類：原動機的一種
• 動力：壓力下的水、蒸汽、或熱氣
• 能量轉換：熱能、動能以及機械能間的轉換
• 套用實例：佩爾頓水輪機

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。

衝擊式渦輪機的噴嘴環葉片和工作輪葉片形狀

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）。