Introduzione
Questo è un modello 3D di una Pompa Centrifuga Azionata da Turbina.
Annotazioni del Modello 3D
Turbina a Vapore
Le turbine a vapore sono utilizzate come motori principali dove è necessaria la conversione dell'energia termica in movimento rotatorio meccanico. Le applicazioni delle turbine a vapore includono generatori di grandi centrali elettriche, propulsione navale, compressori e pompe. Questo modello 3D mostra una pompa centrifuga azionata da una turbina a vapore.
Rotore
I rotori consistono in una serie di pale montate sull'albero della turbina. Come suggerisce il nome, il 'rotore' ruota. Il tipo di pale utilizzate dipende dal fatto che la turbina sia a impulso o a reazione. Nonostante le turbine a reazione siano classificate come 'a reazione', c'è sempre un piccolo grado di forza impartita a causa dell'impulso. Per questo motivo, sono anche chiamate pale a reazione d'impulso.
Pale del Rotore
Le pale del rotore sono normalmente attaccate ai dischi del rotore con il metodo a coda di rondine (ci sono altri metodi, ma il coda di rondine è il più comune). Le pale sono forgiate e poi lavorate da billette di acciaio legato contenente cromo, nichel e titanio. Le pale devono essere particolarmente robuste perché trasmettono l'energia dal vapore al rotore; devono anche essere in grado di resistere alla deformazione a causa delle alte velocità di rotazione della turbina (alta forza centrifuga risultante), alte temperature e potenziali danni da erosione causati dall'acqua.
Diaframma
I diaframmi sono pezzi a forma di disco attaccati ai carter della turbina, che tengono le pale stazionarie tra le fasi. Questi sono costruiti in acciaio al carbonio o in alcuni casi in ghisa, che sono lavorati e saldati in posizione. Nei design più vecchi i diaframmi si trovano all'interno di recessi lavorati per ridurre le perdite di vapore attraverso la fase e per tenerli accuratamente in posizione (il movimento permetterebbe il contatto delle pale con il carter o altre parti della turbina).
Albero
L'albero della turbina è un pezzo solido e dritto installato lungo l'asse centrale della turbina. Le pale del rotore della turbina sono attaccate al rotore, e l'intero assemblaggio ruota. Il peso dell'albero (carico radiale) è supportato a entrambe le estremità da cuscinetti a strisciamento, mentre un cuscinetto di spinta è utilizzato per gestire i carichi assiali.
Carter
Il carter della turbina ospita l'albero, i cuscinetti, il rotore e il diaframma. I carter delle turbine ad alta pressione e a pressione intermedia sono realizzati in acciaio al cromo molibdeno fuso per resistere agli effetti delle alte temperature e pressioni a cui operano. Il carter forma un grande confine di pressione attorno ai componenti interni di una turbina. A causa delle alte pressioni presenti all'interno dei carter delle turbine HP e IP, le pareti del carter sono considerevolmente spesse. I carter delle turbine a bassa pressione sono normalmente costruiti in acciaio al carbonio perché è più economico rispetto ad altre leghe adatte. I carter sono installati in due parti (carter superiore e inferiore); questo consente la rimozione dei componenti interni di una turbina.
Ingresso Vapore ad Alta Pressione
Il vapore ad alta pressione entra attraverso questa connessione.
Scarico Vapore ad Alta Pressione
Il vapore ad alta pressione viene scaricato attraverso questa connessione.
Ingresso Vapore a Pressione Intermedia
Il vapore a pressione intermedia entra attraverso questa connessione.
Scarico Vapore a Pressione Intermedia
Il vapore a pressione intermedia viene scaricato attraverso questa connessione.
Pompa Centrifuga
Questo modello 3D rappresenta una pompa centrifuga a doppia aspirazione, a singolo stadio, tra cuscinetti. 'Doppia aspirazione' si riferisce al liquido che entra su entrambi i lati della girante. 'Singolo stadio' si riferisce al numero di giranti (una girante = singolo stadio, due giranti = due stadi). Le pompe centrifughe sono ulteriormente classificate come 'a sbalzo' o 'tra cuscinetti'. Una pompa a sbalzo ha un albero della girante supportato da cuscinetti su un solo lato. Una pompa tra cuscinetti ha un albero della girante supportato da cuscinetti su entrambi i lati.
Scarico/Uscita
Il fluido viene scaricato dalla pompa attraverso questa connessione.
Aspirazione/Ingresso
Il fluido viene aspirato nella pompa attraverso questa connessione.
Anello di Usura
Un anello di usura della girante è installato per ridurre il gioco tra il carter e la girante. Ridurre il gioco riduce la quantità di perdite dal lato di scarico al lato di aspirazione della girante; questo migliora in definitiva l'efficienza della pompa. Gli anelli di usura possono essere installati sulla girante, sul carter, o su entrambi.
Girante
Il fluido fluisce nell'occhio della girante e poi verso l'esterno in modo radiale. Man mano che il fluido si muove verso l'esterno attraverso le pale della girante, la sua energia cinetica viene convertita in energia di pressione. Ci sono tre tipi di girante centrifuga, questi sono i tipi chiuso, parzialmente chiuso e aperto; il tipo utilizzato dipende dal fluido che viene pompato. Il tipo di girante mostrato su questo modello 3D è una girante di tipo chiuso (completamente coperta).
Carter a Voluta
I carter delle pompe centrifughe sono del tipo a diffusore o a voluta. Le pompe a singolo stadio (una girante) utilizzano quasi sempre carter a voluta, mentre le pompe multistadio (>1 girante) utilizzano di solito carter a diffusore. Indipendentemente dal fatto che venga utilizzato un carter a diffusore o a voluta, il loro scopo è convertire l'energia cinetica (flusso) in energia di pressione (prevalenza).
Imballaggio a Compressione
L'imballaggio a compressione sigilla lo spazio tra l'albero e il carter. L'imballaggio a compressione è solitamente indicato semplicemente come 'imballaggio'. Un'alternativa all'imballaggio a compressione è la tenuta meccanica.
Scatola di Imballaggio
L'area dove sono installati l'imballaggio e l'anello di lanterna è conosciuta come 'scatola di imballaggio'. L'imballaggio è letteralmente 'riempito' in questo spazio. Su questo modello, il marcatore di annotazione è stato posizionato sopra la scatola di imballaggio.
Anello di Lanterna
Gli anelli di lanterna sono utilizzati per distribuire il liquido di raffreddamento all'imballaggio. Il liquido di raffreddamento raffredda e lubrifica l'imballaggio, il che riduce la probabilità che si surriscaldi (l'imballaggio surriscaldato non sigilla correttamente). I liquidi di raffreddamento tipici includono olio, emulsioni e acqua.
Cuscinetti
I cuscinetti supportano i carichi assiali e radiali generati dalla pompa quando è ferma e in servizio. Il tipo di cuscinetto utilizzato dipende da molti fattori, inclusi carico, direzione del carico e velocità di rotazione. I cuscinetti a sfere sono considerati un cuscinetto adatto per molte applicazioni di servizio, sebbene siano meno favoriti per carichi più pesanti. I cuscinetti a sfere e i cuscinetti a rulli sono tipi di cuscinetti antifrizione.
Ingresso della Girante
Il fluido viene aspirato nella girante attraverso questo ingresso.
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Risorse Aggiuntive
https://www.fireengineering.com/leadership/steam-turbine-driven-centrifugal-pumps/#gref
https://www.rothpump.com/regenerative-turbine-pump-little-pump-big-head.html
https://www.globalspec.com/learnmore/flow_transfer_control/pumps/turbine_pumps