反擊式水輪機

反擊式水輪機是水輪機的一種。水輪機是把水流的能量轉換為旋轉機械能的動力機械，它屬於流體機械中的透平機械。水輪機按工作原理分為反擊式水輪機和衝擊式水輪機。反擊式水輪機的工作原理是在一個圓錐形筒的下端焊接兩個或更多個出水曲管，圓錐形筒可繞中心豎直軸自由轉動、往筒里灌水，水從下端曲管中流出時產生沿水流方向的加速度，根據牛頓第三定律，水以相反方向的力作用於曲管上。這樣，圓筒在水流的反作用力作用下，繞豎直軸轉動，直到筒中的水流盡為止。

基本介紹

• 中文名：反擊式水輪機
• 外文名：pressure turbine
• 類別：水輪機的一種
• 類似概念：衝擊式水輪機
• 與衝擊式區別：作用、水壓等不同
• 學科：電力科學

介紹

反擊式水輪機是水輪機的一種。水輪機是把水流的能量轉換為旋轉機械能的動力機械，它屬於流體機械中的透平機械。水輪機按工作原理分為反擊式水輪機和衝擊式水輪機。

工作原理

在一個圓錐形筒的下端焊接兩個或更多個出水曲管，圓錐形筒可繞中心豎直軸自由轉動、往筒里灌水，水從下端曲管中流出時產生沿水流方向的加速度，根據牛頓第三定律，水以相反方向的力作用於曲管上。這樣，圓筒在水流的反作用力作用下，繞豎直軸轉動，直到筒中的水流盡為止。這個現象也可以根據動量守恆定律來解釋。

不同點

衝擊式水輪機與反擊式水輪機工作原理顯著的不同點是：

作用不同

在衝擊式水輪機中，噴管（相當於反擊式水輪機的導水機構）的作用是：引導水流，調節流量，並將液體機械能轉變為射流動能。而反擊式水輪機的導水機構，除引導水流，調節流量外，在轉輪前形成一定的旋轉水流，以滿足不同比轉速水輪機對轉輪前環量的要求.

水壓不同

在衝擊式水輪機中，水流自噴嘴出口直至離開轉輪的整個過程，始終在空氣中進行。則位於各部分的水流壓力保持不變（均等於大氣壓力）。它不像反擊式水輪機那樣，在導水機構、工作輪以及轉輪後的流道中，水流壓力是變化的。故衝擊式水輪機又稱為無壓水輪機，而反擊式水輪機，則稱之為有壓水輪機。

流道不同

在反擊式水輪機中，由於各處水流壓力不等，並且不等於大氣壓力。故在導水機構、轉輪及轉輪後的區域內，均需有密閉的流道。而在衝擊式水輪機中，就不需要設定密閉的流道。

流速不同

反擊式水輪機必須設定尾水管，以恢復壓力，減小轉輪出口動能損失和進一步利用轉輪至下游水面之間的水流能量。而衝擊式水輪機，水流離開轉輪時已流速很小，又通常處在大氣壓力下,因此它不需要尾水管。從另一方面講，由於沒有尾水管，使衝擊式水輪機比反擊式水輪機少利用了轉輪至下游水面之間的這部分水流能量。

水斗不同

反擊式水輪機的工作轉輪淹沒在水中工作，而衝擊式水輪機的工作輪是暴露在大氣中工作，僅部分水斗與射流接觸，進行能量交換。並且，為保證水輪機穩定運行和具有較高效率，工作輪水斗必須距下游水面有足夠的距離（即足夠的排水高度和通氣高度）。

噴嘴不同

在衝擊式水輪機中，因工作輪內的水壓力不變，故有可能將工作輪流道適當加寬，使水流緊貼轉輪葉片正面，並由空氣層把水流與葉片的背面隔開。這樣，可使水流不沿工作輪的整個圓周進入其內，而僅在一個或幾個局部的地方，通過一個或幾個噴嘴進入工作輪。由於工作葉片流道僅對著某個噴嘴時被水充滿，而當它轉到下一個噴嘴之前，該葉片流道中的水已傾盡，故水流沿葉片流動不會發生紊亂。

轉速不同

衝擊式水輪機的工作輪僅部分過水，部分水斗工作，故水輪機過流量較小，因而在一定水頭和工作輪直徑條件下，衝擊式水輪機的出力比較小。另外，衝擊水輪機的轉速相對比較低（這是由於轉輪進口絕對速度大，圓周速度小）、出力小，導致了較低的比轉速，故衝擊式水輪機適用於高水頭小流量的場合。