Was ist eine Reaktionsturbine?

Eine Reaktionsturbine ist ein rotierender Motor, der Energie aus Flüssigkeiten nutzt und dabei Newtons drittes Bewegungsgesetz nutzt, das besagt, dass jede Aktion eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion hat. Die Reaktionsturbine ist so konzipiert, dass unter Druck stehende Flüssigkeitsströme den Rotor drehen können. Flüssigkeitsdüsen sind typischerweise am Rotor angebracht und weisen in die entgegengesetzte Drehrichtung. Wenn die Flüssigkeit die Düse verlässt, bewirkt die resultierende Reaktionskraft, dass sich der Rotor dreht. Das System nutzt die Änderung des Wasserdrucks beim Durchströmen der Turbine.

Die meisten Reaktionsturbinen erzeugen Strom. Viele leiten diesen Strom sogar an das Stromnetz weiter. Es gibt drei Haupttypen von Reaktionsturbinen: Propellerturbinen, kinetische Turbinen und Francisturbinen.
Eine Propeller-Reaktionsturbine besteht im Allgemeinen aus einem Propeller mit drei bis sechs Flügeln, der in einem Rohr angeordnet ist. Der Wasserfluss wird durch Tore gesteuert, die sich vor dem Propeller befinden. Die meisten Propellerstrahlturbinenmodelle verfügen über feste Einlasstüren, während einige Modelle, darunter die Kaplan-Reaktionsturbine, über verstellbare Einlasstüren und Rotorblätter verfügen. Die Kaplan-Turbine wird typischerweise in speziellen Umgebungen eingesetzt, die eine Feinabstimmung der Rotorblätter für eine effiziente Stromerzeugung erfordern.

Zu den weiteren Arten von Propeller-Reaktionsturbinen gehört die Rohrturbine, die im Allgemeinen aus einer Turbine und einem Generator besteht, die mit dem Wasserstrom betrieben werden. Die Straflo-Turbine ist ähnlich, außer dass der Generator an der Außenseite der Turbine angebracht ist. Eine Rohrturbine hat eine direkte Verbindung zum Generator.

Die Francis-Reaktionsturbine wurde 1848 von James B. Francis erfunden. Sie kann je nach Anwendung entweder horizontal oder vertikal eingesetzt werden. Normalerweise gibt es in der Francis-Reaktionsturbine zwei Stufen des Kontakts mit Wasser. Wenn das Wasser oben in die Turbine eintritt und unten aus der Turbine austritt, wird Energie übertragen, was zur Bewegung der Turbine führt. Im Allgemeinen besteht eine Francis-Reaktionsturbine aus einem Laufrad, mehreren Leitschaufeln, einem Spiralrohr, Schiebern und einem Saugrohr.

Kinetische Reaktionsturbinen nutzen zur Stromerzeugung die kinetische Energie des fließenden Wassers anstelle potenzieller Energie. Typischerweise werden diese Turbinen in Flüssen, Gezeiten- oder Meeresströmungen platziert, um den natürlichen Wasserfluss zu nutzen. Für den Betrieb ist keine zusätzliche Infrastruktur erforderlich, wodurch die potenziellen Auswirkungen auf die Umwelt verringert werden. Die Geschwindigkeit des Wasserflusses bestimmt die Spezifikation der kinetischen Turbine. Überschwemmungen und Trockenperioden müssen im Allgemeinen berücksichtigt werden, bevor eine Person ein kinetisches Turbinensystem implementiert.

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