Турбодетандеры являются одним из менее известных, но наиболее важных компонентов в системах обработки газа и повышения давления. Турбодетандеры работают по одному из самых простых естественных законов для преобразования давления жидкости (или газа) в механическое движение. Эти устройства можно найти во многих приложениях, таких как турбокомпрессоры, реактивные двигатели, электростанции, коммерческие холодильники и, по крайней мере, в одной интересной форме регенерации энергии.
Содержание
Сохранение энергии
В противном случае, известный как «Первый закон термодинамики», этот закон гласит, что энергия никогда не может быть создана или разрушена; это может только изменить формы. Например, когда двигатель сжигает топливо для движения вашего автомобиля, он по существу просто преобразует энергию, запасенную в форме жидкости (бензин), в кинетическую энергию (движение). Турбодетандер работает, используя давление и тепло сжатого газа для вращения вала.
Части и функции
Базовый турбодетандер состоит из двух частей: наружный корпус содержит газ, и турбообразное расширительное колесо «улавливает» газ при его прохождении. Газ оказывает давление на расширительное колесо, заставляя его вращаться. После нажатия на расширительное колесо газ выходит через отверстие в корпусе. Поскольку он затратил определенное количество накопленной энергии на вращение вала, выходящий газ покидает турбодетандер при гораздо более низкой температуре, чем он входил.
Колесо расширителя
Если вы когда-либо видели вертушку ребенка, то вы немного знакомы с тем, как работает расширительное колесо. Находка на ребрах колес расширителя улавливает сжатый газ, поступающий сбоку. Если бы эти плавники были полностью вертикальными (как лопастное колесо), большая часть давления просто перешла бы через верх. Чтобы увеличить поток, инженеры «скручивают» всю сборку в спиральную форму. Это позволяет газам быстро проходить, затрачивая как можно больше силы на колесо расширителя.
Компрессор-Драйв
Турбодетандеры составляют ровно половину корпуса турбокомпрессора и большую часть любого реактивного двигателя. Хотя он может не оказывать большого крутящего момента (силы) на оборот, сжатый газ может создавать значительную мощность, когда колесо расширителя набирает скорость. Колесо детандера в приводах компрессора соединяется с соответствующим центробежным компрессором (который работает так же, как турбодетандер, но назад) через вал. Вал вращает колесо компрессора, которое выталкивает воздух в камеру сгорания двигателя.
охлаждение
Газ, выходящий из расширителя, холоднее и имеет более низкое давление, чем когда он входил. Падение температуры делает турбодетандеры полезными в холодильных установках; сжатый газ поступает при определенной температуре, выходит холодным и передает свой вновь обретенный холод воздуху через теплообменник (радиатор).
Регенерация энергии
Когда природный газ покидает перерабатывающий завод, он вынужден делать это под огромным давлением, чтобы пройти сотни или тысячи миль туда, где он будет использоваться. Прежде чем он достигнет конечного пользователя, газ должен пройти через ряд клапанов и ограничителей, чтобы снизить давление, чтобы он ничего не взрывал в месте использования. Эти требования к перепаду давления предоставляют возможность для повторного захвата энергии с использованием турбодетандеров; Турбодетандер приводит в действие генератор, который отправляет электричество обратно в электрическую сеть.
Написать комментарий