Στρόβιλος

Ο στρόβιλος ή τουρμπίνα, είναι ένας κινητήρας που εξάγει ενέργεια από τη ροή ενός ρευστού και τη μετατρέπει σε ωφέλιμο έργο. Αν το ρευστό είναι αέριο καλείται αεριοστρόβιλος ενώ αν είναι υγρό λέγεται υδροστρόβιλος. Ο στρόβιλος γενικά μπορεί να είναι τόσο ακτινικής όσο και αξονικής ροής.

Η πιο απλή μορφή αεριοστροβίλου είναι μια συνδεσμολογία στροφίου όπου σε έναν άξονα ή τύμπανο προσαρτούνται πτερύγια. Το ρευστό επιδρά στα πτερύγια και αυτά αντιδρώντας στη ροή περιστρέφουν το στροφίο. Παραδείγματα απλών τουρμπίνων αποτελούν οι ανεμόμυλοι και οι νερόμυλοι.

Αεριοστρόβιλος ακτινικής ροής

Ο αεριοστρόβιλος ακτινικής ροής χαρακτηρίζεται από το συμπαγές και στιβαρό της κατασκευής του, ενώ πλεονεκτεί και ως προς τη μέθοδο κατασκευής αφού κατασκευάζεται με χύτευση. Έχει λοιπόν εφαρμογή σε μικρού μεγέθους στροβιλοσυμπιεστές και για κινητήρες που χρησιμοποιούν ελαφρά κλάσματα, αφού παρουσιάζονται δυσκολίες, στην απομάκρυνση κατά τη λειτουργία, σωματιδίων που επικάθονται σε αυτόν. Για μεγαλύτερες κατασκευές το βάρος αυξάνεται σημαντικά ενώ και η χύτευση μεγάλων κομματιών παρουσιάζει δυσκολίες. Οι απώλειες πίεσης που οφείλονται στη μείωση του μεγέθους για τους αξονικούς στροβίλους δεν επηρεάζουν την λειτουργία τους σε υψηλές πιέσεις. Στους αεριοστροβίλους ακτινικής ροής τα καυσαέρια οδηγούνται στο στροφείο μέσω ενός σπειροειδούς κελύφους το οποίο δίνει τη συστροφή στη ροή. Πριν το στροφείο μπορεί να παρεμβάλλεται μια σταθερή πτερύγωση η οποία χρησιμοποιείται για να ρυθμίσει τη γωνία προσπτώσεως της ροής στα κινητά πτερύγια. Με κατάλληλη ρύθμιση της κλίσεως των σταθερών πτερύγιων είναι δυνατή η ρύθμιση της παροχής καυσαερίων, της ισχύος και των στροφών του στροβίλου.

Αεριοστρόβιλος αξονικής ροής

Οι αεριοστρόβιλοι αξονικής ροής μπορεί να είναι μίας ή (σπάνια) δυο βαθμίδων. Κάθε βαθμίδα αποτελείται από μια σειρά σταθερών πτερύγιων που ακολουθείται από μια σειρά κινητών πτερύγιων. Μέσα στον στάτορα η ροή αποκτά συστροφή την οποία αφαιρεί το στροφείο απορροφώντας ενέργεια από το ρευστό. Τα πτερύγια του στροβίλου επειδή διαβρέχονται από τα καυσαέρια, λειτουργούν σε ιδιαίτερα υψηλές θερμοκρασίες. Η μεγάλη ταχύτητα περιστροφής τους δημιουργεί ισχυρές φυγοκεντρικές δυνάμεις οι οποίες σε συνδυασμό με τη υψηλή θερμοκρασία καταπονούν ιδιαίτερα τα πτερύγια. Επιπλέον στην περίπτωση υπάρξεως συστήματος παλμών δημιουργούνται ισχυρές ταλαντώσεις στα πτερύγια. Λόγω των υψηλών θερμοκρασιών λειτουργίας και της οριακής φορτίσεως θα πρέπει να ελέγχεται συνεχώς η μεταβολή της θερμοκρασίας εξόδου των καυσαερίων.

Δείτε επίσης

• Υπερπλήρωση