ইমপালস টারবাইন বনাম প্রতিক্রিয়া টারবাইন
টারবাইন হল এক শ্রেণীর টার্বো যন্ত্রপাতি যা রটার মেকানিজম ব্যবহার করে প্রবাহিত তরলে শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। টারবাইনগুলি, সাধারণভাবে, তরলের তাপ বা গতিশক্তিকে কাজে রূপান্তর করে। গ্যাস টারবাইন এবং স্টিম টারবাইন হল থার্মাল টার্বো যন্ত্রপাতি, যেখানে কাজ করা তরলের এনথালপি পরিবর্তন থেকে কাজ করা হয়; অর্থাৎ চাপের আকারে তরলের সম্ভাব্য শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
একটি অক্ষীয় প্রবাহ টারবাইনের মৌলিক কাঠামোটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে শক্তি আহরণের সময় একটি তরল প্রবাহ অব্যাহত থাকে।তাপীয় টারবাইনে, উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপে কার্যকারী তরলটি শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত একটি ঘূর্ণায়মান ডিস্কে বসানো কোণীয় ব্লেড সমন্বিত রোটারগুলির একটি সিরিজের মাধ্যমে নির্দেশিত হয়। প্রতিটি রটার ডিস্কের মধ্যে, স্থির ব্লেডগুলি মাউন্ট করা হয়, যা অগ্রভাগ হিসাবে কাজ করে এবং তরল প্রবাহকে নির্দেশ করে৷
টারবাইনগুলিকে অনেকগুলি পরামিতি ব্যবহার করে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, এবং আবেগ এবং প্রতিক্রিয়া বিভাজন একটি তরলের শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করার পদ্ধতির উপর ভিত্তি করে। একটি ইমপালস টারবাইন রটার ব্লেডের উপর প্রভাব ফেললে তরলের আবেগ থেকে সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক শক্তি উৎপন্ন করে। একটি প্রতিক্রিয়া টারবাইন স্টেটর চাকার গতিবেগ তৈরি করতে অগ্রভাগ থেকে তরল ব্যবহার করে।
ইমপালস টারবাইন সম্পর্কে আরও কিছু
ইমপালস টারবাইনগুলি রটার ব্লেডে আক্রান্ত হলে তরল প্রবাহের দিক পরিবর্তন করে চাপের আকারে তরল শক্তিকে রূপান্তর করে। ভরবেগের পরিবর্তনের ফলে টারবাইন ব্লেডের উপর একটি আবেগ আসে এবং রটার নড়াচড়া করে।প্রক্রিয়াটি নিউটন দ্বিতীয় সূত্র ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করা হয়েছে।
একটি ইমপালস টারবাইনে, রটার ব্লেডের দিকে নির্দেশিত হওয়ার আগে একাধিক অগ্রভাগের মধ্য দিয়ে যাওয়ার মাধ্যমে তরলটির বেগ বৃদ্ধি করা হয়। স্টেটর ব্লেড অগ্রভাগ হিসেবে কাজ করে এবং চাপ কমিয়ে বেগ বাড়ায়। উচ্চ বেগ (বেগ) সহ তরল প্রবাহ তারপর রটার ব্লেডের সাথে প্রভাব ফেলে, ভরবেগকে রটার ব্লেডে স্থানান্তর করতে। এই পর্যায়ে, তরল বৈশিষ্ট্য পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায় যা ইমপালস টারবাইনের বৈশিষ্ট্য। চাপ ড্রপ সম্পূর্ণরূপে অগ্রভাগে (অর্থাৎ স্টেটর) ঘটে এবং স্টেটরগুলিতে বেগ উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায় এবং রোটরগুলিতে ড্রপ হয়। মোটকথা, ইমপালস টারবাইন শুধুমাত্র তরলের গতিশক্তিকে রূপান্তরিত করে, চাপকে নয়।
পেল্টন হুইল এবং ডি লাভাল টারবাইন হল ইমপালস টারবাইনের উদাহরণ।
রিঅ্যাকশন টারবাইন সম্পর্কে আরও কিছু
প্রতিক্রিয়া টারবাইনগুলি রটার ব্লেডের প্রতিক্রিয়া দ্বারা তরলের শক্তিকে রূপান্তর করে, যখন তরলটি ভরবেগের পরিবর্তনের মধ্য দিয়ে যায়।এই প্রক্রিয়াটিকে রকেটের নিষ্কাশন গ্যাস দ্বারা রকেটে প্রতিক্রিয়ার সাথে তুলনা করা যেতে পারে। প্রতিক্রিয়া টারবাইনের প্রক্রিয়াটি নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র ব্যবহার করে সর্বোত্তমভাবে ব্যাখ্যা করা হয়।
স্টেটর পর্যায়ে অগ্রভাগের একটি সিরিজ তরল প্রবাহের বেগ বাড়ায়। এটি একটি চাপ ড্রপ এবং বেগ বৃদ্ধির সৃষ্টি করে। তারপরে তরল প্রবাহটি রটার ব্লেডগুলিতে নির্দেশিত হয়, যা অগ্রভাগ হিসাবেও কাজ করে। এটি আরও চাপ কমায়, কিন্তু গতিশক্তি রটার ব্লেডে স্থানান্তরের ফলে বেগও কমে যায়। বিক্রিয়া টারবাইনে, শুধু তরলের গতিশক্তিই নয়, চাপের আকারে তরলে থাকা শক্তিও রটার শ্যাফটের যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
ফ্রান্সিস টারবাইন, কাপলান টারবাইন এবং অনেক আধুনিক স্টিম টারবাইন এই শ্রেণীর অন্তর্গত।
আধুনিক টারবাইন ডিজাইনে, অপারেশন নীতিগুলি সর্বোত্তম শক্তি উত্পাদন করতে ব্যবহৃত হয় এবং টারবাইনের প্রকৃতি টারবাইনের প্রতিক্রিয়া (Λ) ডিগ্রি দ্বারা প্রকাশ করা হয়।প্যারামিটারটি মূলত রটার পর্যায়ে চাপ হ্রাস এবং স্টেটর পর্যায়ের মধ্যে অনুপাত।
Λ=(রটার পর্যায়ে এনথালপি পরিবর্তন) / (স্টেটর পর্যায়ে এনথালপি পরিবর্তন)
ইমপালস টারবাইন এবং প্রতিক্রিয়া টারবাইনের মধ্যে পার্থক্য কী?
একটি ইমপালস টারবাইনে, স্টেটর পর্যায়ে চাপ (এনথালপি) ড্রপ সম্পূর্ণভাবে ঘটে এবং প্রতিক্রিয়ায় টারবাইন চাপ (এনথালপি) রটার এবং স্টেটর উভয় পর্যায়েই হ্রাস পায়। {যদি তরল সংকোচনযোগ্য হয়, (সাধারণত) গ্যাস রটার এবং স্টেটর উভয় পর্যায়ে বিক্রিয়া টারবাইনে প্রসারিত হয়।}
প্রতিক্রিয়া টারবাইনে দুই সেট অগ্রভাগ থাকে (স্টেটর এবং রটারে) যেখানে ইমপালস টারবাইনে শুধুমাত্র স্টেটরে অগ্রভাগ থাকে।
প্রতিক্রিয়া টারবাইনে, চাপ এবং গতিশক্তি উভয়ই খাদ শক্তিতে রূপান্তরিত হয় যখন, ইমপালস টারবাইনে, কেবল গতিশক্তি ব্যবহার করা হয় খাদ শক্তি উৎপন্ন করতে।
ইমপালস টারবাইনের ক্রিয়াকলাপ নিউটনের তৃতীয় সূত্র ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করা হয়েছে, এবং প্রতিক্রিয়া টারবাইনগুলি নিউটনের দ্বিতীয় সূত্র ব্যবহার করে ব্যাখ্যা করা হয়েছে।
