Obwohl Turbine und Laufrad im alltäglichen Kontext manchmal synonym verwendet werden, sind ihre Bedeutungen und Verwendungen in technischen und industriellen Anwendungen deutlich unterschiedlich. Unter einer Turbine versteht man üblicherweise einen Lüfter in einem Auto- oder Flugzeugmotor, der die Motorleistung verbessert, indem er Abgase verwendet, um Kraftstoffdampf in den Motor zu blasen. Das Laufrad besteht aus einer Scheibe, einer Radabdeckung, einem Flügel und anderen Teilen. Unter der Wirkung der Laufradschaufeln rotiert die Flüssigkeit mit dem Laufrad mit hoher Geschwindigkeit. Das Gas wird durch die Zentrifugalkraft der Rotation und die Expansionsströmung im Laufrad beeinflusst, sodass es durch das Laufrad strömen kann. Der Druck hinter dem Laufrad wird erhöht.
1. Definition und Eigenschaften einer Turbine
Eine Turbine ist eine rotierende Kraftmaschine, die die Energie eines strömenden Arbeitsmediums in mechanische Arbeit umwandelt. Es ist einer der Hauptbestandteile von Flugzeugtriebwerken, Gasturbinen und Dampfturbinen. Turbinenschaufeln bestehen meist aus metallischen oder keramischen Werkstoffen und dienen der Umwandlung der kinetischen Energie von Flüssigkeiten in mechanische Energie. Das Design und das Funktionsprinzip von Turbinenschaufeln bestimmen ihre Anwendung in verschiedenen Industriebereichen, wie z. B. Luftfahrt, Automobil, Schiffbau, Maschinenbau usw.
Turbinenschaufeln bestehen normalerweise aus drei Hauptteilen: dem Einlassabschnitt, dem Zwischenabschnitt und dem Auslassabschnitt. Die Schaufeln des Einlassabschnitts sind breiter, um die Flüssigkeit zur Mitte der Turbine zu leiten, die Schaufeln des Mittelabschnitts sind dünner, um den Turbinenwirkungsgrad zu verbessern, und die Schaufeln des Auslassabschnitts dienen dazu, die verbleibende Flüssigkeit aus der Turbine zu drücken. Ein Turbolader kann die Leistung und das Drehmoment eines Motors erheblich steigern. Im Allgemeinen erhöhen sich Leistung und Drehmoment eines Motors nach dem Einbau eines Turboladers um 20 bis 30 %. Allerdings hat die Turboaufladung auch Nachteile wie Turboverzögerung, erhöhte Geräuschentwicklung und Probleme bei der Ableitung der Abgaswärme.
2. Definition und Eigenschaften des Laufrads
Unter Laufrad versteht man die mit Laufschaufeln ausgestattete Radscheibe, die Bestandteil des Impulsdampfturbinenrotors ist. Es kann sich auch auf die allgemeine Bezeichnung der Radscheibe und der darauf montierten rotierenden Schaufeln beziehen. Laufräder werden nach ihrer Form und den Öffnungs- und Schließbedingungen klassifiziert, z. B. geschlossene Laufräder, halboffene Laufräder und offene Laufräder. Das Design und die Materialauswahl des Laufrads hängen von der Art der Flüssigkeit ab, die es fördern muss, und von der Aufgabe, die es erfüllen muss.
Die Hauptfunktion des Laufrads besteht darin, die mechanische Energie der Antriebsmaschine in statische Druckenergie und dynamische Druckenergie des Arbeitsmediums umzuwandeln. Das Laufraddesign muss in der Lage sein, Flüssigkeiten, die große Partikelverunreinigungen oder lange Fasern enthalten, zu handhaben und effektiv zu transportieren, und es muss eine gute Verstopfungsschutzleistung und effiziente Betriebseigenschaften aufweisen. Auch die Materialauswahl des Laufrads ist sehr wichtig. Entsprechend der Art des Arbeitsmediums müssen geeignete Materialien ausgewählt werden, z. B. Gusseisen, Edelstahl, Bronze und nichtmetallische Materialien.
3. Vergleich zwischen Turbine und Laufrad
Obwohl sowohl Turbinen als auch Laufräder die kinetische Energie der Flüssigkeit in mechanische Energie umwandeln, weisen sie erhebliche Unterschiede in ihren Arbeitsprinzipien, Konstruktionen und Anwendungen auf. Eine Turbine wird im Allgemeinen als Energieextraktor in einem Auto- oder Flugzeugmotor betrachtet, der die Effizienz des Kraftstoffdampfes durch die Abgase erhöht und dadurch die Motorleistung steigert. Das Laufrad ist ein Antrieb, der durch Rotation mechanische Energie in kinetische Energie der Flüssigkeit umwandelt, den Flüssigkeitsdruck erhöht und in verschiedenen industriellen Anwendungen eine Rolle spielt, beispielsweise beim Pumpen von Flüssigkeiten, die feste Partikel enthalten.
Bei Turbinen sind die Schaufelblätter üblicherweise dünner, um eine größere Schaufelfläche zu bieten und eine stärkere Leistungsabgabe zu erzielen. Bei einem Laufrad sind die Schaufeln normalerweise dicker, um einen besseren Widerstand und eine bessere Ausdehnung zu gewährleisten. Darüber hinaus sind Turbinenschaufeln in der Regel so konstruiert, dass sie rotieren und direkt Leistung abgeben, während Laufradschaufeln je nach Anwendungsanforderungen stationär oder rotierend sein können2.
4、Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es offensichtliche Unterschiede in der Definition, den Eigenschaften und den Anwendungen von Turbinen und Laufrädern gibt. Turbinen werden hauptsächlich zur Leistungssteigerung von Verbrennungsmotoren eingesetzt, während Laufräder zum Transport und zur Verarbeitung von Flüssigkeiten in einer Vielzahl industrieller Anwendungen eingesetzt werden. Bei der Konstruktion der Turbine liegt der Schwerpunkt auf der zusätzlichen Leistung und Effizienz, die sie bieten kann, während das Laufrad seine Zuverlässigkeit und Fähigkeit zur Handhabung einer Vielzahl von Flüssigkeiten hervorhebt.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.06.2024
