वाष्प टर्बाइन
वाष्प टर्बाइन (Steam Turbine) एउटा प्राइम मूभर (prime mover) हो जसमा वाफको ताप उर्जालाई गति ऊर्जामा रूपान्तरण गरेर, उच्च-गतिको वाफलाई रोटरमा राखिएका धेरै ब्लेडहरूमा प्रहार गरिन्छ, जसले गर्दा ब्लेडहरू घुम्छन् र यसले काम गर्दछ। रेसीप्रोकेटिङ स्टीम इन्जिनमा, वाफको स्थिर दबाब(Pressure)द्वारा पिस्टनमा कार्य गरिन्छ। यद्यपि इन्जिनमा वाफ पिस्टनसंगै चल्ने भएपनि वाफको गति ऊर्जाले इन्जिनको कार्यमा नगण्य प्रभाव पार्छ। स्टीम टर्बाइनमा स्टीम इन्जिन (Steam Turbine)को भन्दा उच्च गति हासिल हुन्छ। टर्बाइनको पार्टपुर्जाको सन्तुलन राम्रो हुन्छ। वाफको समान मात्रा र समान अवस्थामा, वाफ टर्बाइनले स्टीम इन्जिन भन्दा बढी शक्ति उत्पादन गर्न सक्छ। वाष्प इन्जिनमा केही वर्ष काम गरेपछि वाफको खपत बढ्छ, तर टर्बाइनमा यो अवस्था आउँदैन। टर्बाइनको सबैभन्दा ठूलो फाइदा यो हो कि यसले सीधै घूर्णक गति (Rotary Motion) उत्पादन गर्दछ, जबकि स्टीम इन्जिनमा, रेसिप्रोकेटिङ गति बाट रोटरी गति प्राप्त गर्न छुट्टै पार्टपुर्जा प्रणाली प्रयोग गर्नुपर्छ।
बोइलर (Boiler)मा, उच्च दबाव र सुपरहिट तापक्रम (Superheated temperature)मा वाफ उत्पन्न हुन्छ। जब यो वाफ टर्बाइन पुग्छ, त्यस समयमा यसमा धेरै मात्रामा तातो ऊर्जा हुन्छ र यसको दबाब पनि कम चापमा घुम्न सक्ने गरी उच्च हुन्छ। तर त्यसबेला यसको गति ऊर्जा (Kinetic Energy) नगण्य हुन्छ। तसर्थ, वाष्पले केही काम गर्न अघि, यसको ताप ऊर्जा गति ऊर्जामा परिणत हुन्छ। राम्रोसँग डिजाइन गरिएका उपकरणहरूमा वाफको विस्तार बात बाट यो परिवर्तन हुन्छ । वाफको विस्तार एउट क्रिया (Single Stage) वा बहु क्रियामा (Multiple Stage)मा पुरा हुन्छ । यसको अर्थ मतलब यो हो कि ताप ऊर्जा (Heat Energy)लाई गति ऊर्जामा रूपान्तरण गर्न धेरै स्थिर यन्त्रहरू प्रयोग गरिन्छ, र प्रायः चलिरहेको यन्त्र दुई स्थिर यन्त्रहरू बीचमा राखिन्छ। स्थिर उपकरणमा प्राप्त हुने गति ऊर्जालाई त्यसपछिको चलिरहेको यन्त्रमा काम गर्न प्रयोग गरिन्छ।
संक्षिप्त इतिहास
[सम्पादन गर्नुहोस्]
विश्वको पहिलो घुम्ने इन्जिन हिरो अफ अलेक्जान्ड्रियाले सन् ५० ईश्वी मा बनाएका थिए। यसमा दुई पिभोटहरू बीचमा राखिएको खोक्रो बल (Hollow Ball) राखिएको थियो । टर्बाइनको तल्लो भागमा, वाफ बनाउनको लागि एउटा भाँडो राखिएको थियो। त्यहाबाट बाफ बलमा प्रवेश गर्थ्यो । त्यहाँबाट बलसँग जोडिएका दुईवटा रेडियल ट्युबबाट वाफ निस्किन्थ्यो, जसका कारण बल घुमिरहन्थ्यो । यो टर्बाइन एकदम सरल थियो। हिरोको टर्बाइनको आधारमा धेरै वैज्ञानिकहरूले यसको विकासको लागि अनुसन्धान गरे। त्यससमयदेखि विभिन्न डिजाइनका टर्बाइनहरू बनाइएका छन्, तर ती सबै प्रोटोटाइप नमुनाहरू मात्र थिए छन्। ती टर्बाइनहरू व्याबहारिक रुपमा लाभदायक मानिएका थिएनन् । पहिलो सफल टर्बाइन सन् १६२९ ईस्वी मा Giovanni Vranca द्वारा निर्माण गरिएको थियो। यो पहिलो आवेग टर्बाइन थियो।
वाष्प टर्बाइन को प्रकार
[सम्पादन गर्नुहोस्]स्टीम टर्बाइनहरू मुख्यतया दुई प्रकारका हुन्छन्:
आवेग टर्बाइन
[सम्पादन गर्नुहोस्]आवेग टर्बाइनमा, नोजलमा मात्र बाश्प प्रसारित हुन्छ। चलिरहेको ब्लेड हुदै पास भएपछि वाष्पको दबाबमा कुनै परिवर्तन हुँदैन, अर्थात्, वाष्पको प्रवेशद्वार र बाहिर निस्कने छेउमा वाष्पको दबाब समान रहन्छ रहन्छ। वाष्प गतिमान ब्लेड अनेकौ पङ्क्तिहरूबाट बग्छ र यस प्रवाहको गति ऊर्जा उपयोगी कार्यमा रूपान्तरण हुन्छ। यस प्रकारको पहिलो सफल टर्बाइन डी लाबाल (De laval) को टर्बाइन थियो। यो एक आवेग चक्र हो, जसमाथि परिधिमा राखिएका नोजलहरूबाट वाष्प निस्कन्छ र टक्कर हुन्छ। यो टर्बाइन ३०,००० परिक्रमण प्रति मिनटको गतिमा चल्छ । यो टर्बाइन कम दबाव वाष्प लागि उपयुक्त हुन्छ। यस प्रकारको टर्बाइनको ब्लेडको इनलेट र आउटलेट कोण बराबर हुन्छन्।
आवेग-प्रतिक्रिया टर्बाइन (Impulse-Reaction Turbine)
[सम्पादन गर्नुहोस्]यस प्रकारको टर्बाइनमा, स्टीमको पूर्ण विस्तार एउटै कार्यमा हुँदैन। पहिलो स्टेटर निस्कने बाफले चलिरहेको रोटर ब्लेडमा प्रहार गर्दछ। जति जति बाफ ब्लेड हुदै प्रवाहित हुन्छ, यसको विस्तार हुदै जान्छ र दबाब कम हुदै जान्छ। तसर्थ, यस प्रकारको टर्बाइनमा, ब्लेडले नै नोजलको काम गर्छ । गतिमान ब्लेडद्वारा वाफको प्रसारित हुँदा वाफाको गति उर्जामा केहि वृद्धि हुन्छ। यसरी वाफ फैलाउने काम गर्छ। यी ब्लेडको साथ् साथ् बाफले उत्प्रेरित र प्रतिक्रिया शक्तिहरूको एकै साथ सामना गर्नुपर्छ।
त्यसैले यस प्रकारको टर्बाइनलाई 'आवेग प्रतिक्रिया टर्बाइन' भनिन्छ। वास्तवमा, यो नामकरण अशुद्ध छ, किनकि त्यहाँ कुनै टर्बाइन छैन जसलाई शुद्ध प्रतिक्रिया टर्बाइन भनिन्छ। यस प्रकारको टर्बाइनका दुई मुख्य उदाहरणहरू हुन्:-