[科普中国]-冲击式涡轮机

结构设计及特点

冲击式涡轮机的喷嘴环叶片和工作轮叶片形状如图所示。其特点是：喷嘴环叶片中的通道是收敛的，工作轮的叶片形状是对称的，而且叶片之间的通道截面是不变的。2

工作原理高温废气经过收敛形喷嘴环通道时发生膨胀，压力降低而速度升高，高速气流沿喷嘴环通道弯曲形状扭转一个角度后流出，冲到涡轮叶片上。由于高速气体流过工作轮叶片凸凹两面的速度不同，即凸面的速度大于凹面的速度，因此其压力也不一样，凸面的压力小于凹面的压力，由此压力所产生的圆周力使工作轮旋转。2

功及压力变化在冲击式涡轮中，涡轮的机械功是能量两次转变的结果。首先，气体在导向器叶片内膨胀把热能转变为动能，然后在工作轮叶片上气体动能又部分地转变成涡轮的机械功，最后，膨胀过程在喷嘴环中终止，喷嘴环后的压力和涡轮机出口压力基本相等，因为气体在工作叶片中膨胀，因此沿叶片间通道长度上的相对速摩基本上保持不变。2

优点对比冲击式涡轮机与威尔斯涡轮机的比较

根据涡轮机的起动特性，冲击式涡轮机的起动只需要很短的时间。这意味着，冲击式涡轮机可以比威尔斯涡轮机起动速度更快，而且在同样的起动时问内产生更多的功率。此外，它的运行速度要比威尔斯涡轮机低。这是由于冲击式涡轮机的转矩系数要高于威尔斯涡轮机的转矩系数，而且在无负载条件下冲击式涡轮机的流量系数较低。因此，由于机械优势和降噪能力，冲击式涡轮机似乎更适合于设计更好的WEC应用系统（WEC,海洋波浪能发电）。3