Turbine
Eine Turbine (lat. turbare, drehen) ("Kreiselmaschine") ist eine Fluidenergiemaschine, die die Strömungskraft von Fluiden (Flüssigkeiten und Gase) in Dreh- oder Rotationsenergie umwandelt, bzw. Fluiden Energie hinzufügt (Gasturbine). Sie gehört damit zu den Strömungsmaschinen. Dabei sind im Prinzip auf einer drehbar gelagerten Welle, die parallel zum einströmenden Fluid liegt, radial, also im rechten Winkel, rundum mehrere strömungsgünstig geformte schaufelflächenähnliche Flügel montiert, die leicht schräg gegen die Fluidströmung angestellt, also schräg geneigt sind. Im schnellen Fluidstrom entsteht durch die möglichst wirbelfreie = laminare Umströmung der Schaufeln unterschiedlicher Druck an den der Strömung zu- bzw. abgewandten Schaufeloberflächen. Die Schaufeln werden dadurch kraftvoll in Drehung versetzt. Das Turbinenlaufrad würde in immer schnellere Rotation versetzt, wenn nicht ein mit der Turbine mechanisch verbundener Stromgenerator mit seinen Magnetkräften bei der Stromerzeugung oder ein Drehzahlregler dieses System auf gewünschter Betriebsdrehzahl halten, bzw. die Reibungsverluste der Lagerung der Welle oder ein Strömugsabriss an den Schaufeln dem Drehzahlanstieg Grenzen setzen würden.
In der technischen Realisierung werden, um Unwuchten zu vermeiden, mindestens zwei sich gegenüberliegende Schaufeln benötigt (Ausnahme: Monopteros, eine einflüglige Windenergieanlage bei der die Unwucht mit Hilfe eines Gegengewichts ausgeglichen wurde). In der Regel sind jedoch noch mehr Schaufeln auf der Achse montiert. Sie bilden dann das so genannte Schaufelrad oder Laufrad. Die Schaufeln sind auch nicht flach, sondern ähnlich einer Flugzeugtragfläche leicht gekrümmt profiliert. Sind Turbinen in einem durchströmten Gehäuse montiert, so wird vor die eigentliche Turbine (dem Laufrad) ein am Gehäuseinneren fest montiertes Leitrad angebracht. Diese Leitschaufeln ragen vom Gehäuse in das strömende Medium hinein und versetzen es in einen Drall; dies steigert den Wirkungsgrad der Turbine. Leitrad und Laufrad zusammen bezeichnet man als Stufe. Oft sind mehrere solcher Stufen hintereinander geschaltet. Freistehende Turbinen (z.B. bei Windenergieanlagen) verfügen in der Regel nicht über ein solches Leitrad und haben daher auch immer nur eine Stufe. Die Anordnung der Schaufeln einer Turbine nennt man auch Beschaufelung.
Oft sind Turbinen mit Generatoren gekoppelt, die dann die mechanische Rotationsenergie in elektrische Energie umwandeln. Dann spricht man von einem Turbosatz oder Turbogenerator. Letztlich wird so die mechanische Strömungsenergie von Wasserkraft, Dampf, oder Luft in elektrische Energie überführt.
Wird eine Turbine von einem Verbrennungssystem für Gas oder Öl angetrieben, spricht man von einer Gasturbine. Diese findet zum Beispiel als Antriebsaggregat von Flugzeugen oder in Gas- und Ölkraftwerken Verwendung. Das umgekehrte Wirkungsprinzip der Turbine, die Umwandlung von Rotationsenergie in Strömungsenergie findet Anwendung beim Verdichter bzw. der Pumpe.
Entwickelt wurde die Turbine aus dem technischen Wissen der Menschheit um das Wasserrad und das Windrad.
Typologie
- kompressible Fluide (thermische Strömungsmaschine)
- inkompressible Fluide (hydraulische Strömungsmaschine)
- Windrad (Luft wird bei den auftretenden Strömungsgeschwindigkeiten als inkompressibel betrachtet)
- Wasserturbinen
- Bauart nach der Richtung des Strömungsmediums
siehe auch Rakete, Rückstoß Samstag 3.12.05 Dicke Party im Magerittenweg 8 (Hannover/Barsinghausen/Winninghausen)muh Lisa und GT GRO?E LIEBE