Teoria della turbina
a cura di Alessandro BELLOTTO
turbina a reazione
(appendice sei)
In questo tipo di turbina gli ugelli sono a sezione costante quindi sono solamente direzionali, perciò il fluido entra nelle palette della girante con velocità (W1 = Wo) e con una pressione (Pa) ne consegue un incremento della velocità perché le palette della turbina sono a sezione convergente e per reazione generano una forza che mantiene la girante in movimento con una velocità periferica di moto (u) e che sarà data da ( W2 - W1) = u all'uscita dalla girante quindi, il fluido avrà una pressione (Ps) e una velocità (W2)
L = F · S
F = ( W2 - W1) · m
L = ( W2 - W1) · m · u
tutto questo però è puramente ideale, poiché la velocità (W1) darà sempre maggiore di (Wo) come in effetti avviene nelle turbine reali a grado di reazione, il quale non è altro che il rapporto tra il lavoro ottenuto per reazione e il lavoro totale, dato quest'ultimo dalla somma del lavoro per azione e il lavoro per reazione
La = (W1 - W2) · m · u
Lr = ( W2 - W1) · m · u
da ciò si otterrà
Lr ( W2 - W1) · m · u
L = ------------ = ----------------------------------------------------- = 0,15
La + Lr ( W2 - W1) · m · u + ( W2 - W1) · m · u
Il grado di reazione 0,15 indica che il 15% del lavoro è ottenuto per reazione mentre l' 85% del lavoro è ottenuto per azione.
Nella turbina a grado di reazione si ha una minor potenzialità rispetto alle turbine ad azione, in compenso hanno un alto rendimento perché l'energia calorifica del fluido viene sfruttata a più salti e nel migliore dei modi, anche in virtù del fatto che le palette della girante sono costruite in modo svergolato, in modo tale che dalla radice al tip ovvero, alla periferia della stessa, vi sia un aumento del grado di reazione per consentire ai gas di lasciare la turbina con una velocità uniforme per tutta la sua estensione ed inoltre per distribuire equamente la pressione del fluido su tutta la superficie dando modo così di sfruttare al meglio l'energia dei gas. Più alto è quindi questo rapporto alla radice della paletta e maggiore sarà il salto di reazione che si svilupperà.