กังหันไอน้ำคืออะไร?

กังหันไอน้ำเป็นอุปกรณ์ที่สามารถแปลงพลังงานความร้อนในไอน้ำแรงดันเป็นแบบหมุน การเคลื่อนที่แบบหมุนนี้มักใช้ในโรงไฟฟ้าเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าแม้ว่ามันอาจมีการใช้งานอื่นเช่นกัน หลักการพื้นฐานที่อยู่เบื้องหลังกังหันไอน้ำถูกเขียนขึ้นเป็นครั้งแรกในช่วงต้นศตวรรษที่ 1 ในขณะที่กังหันไอน้ำสมัยใหม่ไม่ได้ถูกออกแบบมาจนถึงปี 1884

กังหันไอน้ำสมัยใหม่เครื่องแรกได้รับการออกแบบโดย Sir Charles Parsons มันถูกใช้ร่วมกับไดนาโมเพื่อสร้างพลังงาน 7.5 กิโลวัตต์ ไม่นานหลังจากการประดิษฐ์อุปกรณ์ดังกล่าวพบการใช้งานเบื้องต้นในโรงไฟฟ้าทั่วโลกและบนเรือเรือ เครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบก่อนหน้านี้มีทั้งประสิทธิภาพน้อยกว่าและยากกว่าที่จะปรับให้เหมาะกับการใช้งานบนเรือต้องมีระบบที่ซับซ้อนแทนที่จะใช้กลไกขับเคลื่อนโดยตรง

กังหันไอน้ำใช้หลักการของการอนุญาตให้ไอน้ำแรงดันเพื่อขยายในขั้นตอนการควบคุม กังหันแต่ละอันสามารถประกอบไปด้วยกังหันอิมพัลส์และอิมพัลส์จำนวนหนึ่งซึ่งแต่ละตัวจะอนุญาตให้ไอน้ำขยายและหมุนใบพัดหรือที่เก็บถังภายในอุปกรณ์ กังหันไอน้ำส่วนใหญ่ใช้การแปรผันทั้งสองนี้ในการแสดงพร้อมกับกังหันอิมพัลส์ที่ทำงานภายใต้แรงดันสูงและแรงดันต่ำที่ใช้สำหรับกังหันปฏิกิริยา ความแตกต่างระหว่างทั้งสองคือความหลากหลายของอิมพัลส์ใช้หัวฉีดเพื่อแนะนำไอน้ำความเร็วสูงเข้าสู่ใบพัดในขณะที่ใบพัดในกังหันปฏิกิริยาเป็นหัวฉีดประเภทหนึ่ง

การจัดเรียงของแรงกระตุ้นและกังหันปฏิกิริยาภายในกังหันไอน้ำอย่างมีประสิทธิภาพสามารถทำให้ระบบมีประสิทธิภาพมาก ด้วยการใช้ความดันสูงและต่ำและการทำงานของไอน้ำในแต่ละขั้นตอนของการขยายตัวกระบวนการอาจยังคงอยู่ในระดับสูง นี่หมายถึงว่าเอนโทรปีที่เข้าสู่ระบบนั้นคล้ายกับที่ออกมา ข้อดีอีกประการของการออกแบบคือการหมุนของกังหันสร้างการเคลื่อนที่แบบหมุนซึ่งเหมาะสำหรับทั้งการผลิตกระแสไฟฟ้าและการหมุนใบพัดหรือกลไกขับเคลื่อนอื่น ๆ บนเรือ

ส่วนใหญ่ของพลังงานทั้งหมดที่สร้างขึ้นในโลกใช้เครื่องกำเนิดไอน้ำกังหันไอน้ำ พวกมันมีอยู่ทั้งในเชื้อเพลิงฟอสซิลและโรงไฟฟ้าพลังงานนิวเคลียร์โดยมีการเผาไหม้ถ่านหินหรือน้ำมันในอดีตเพื่อให้ความร้อนกับไอน้ำและหลังนั้นอาศัยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิชชันเพื่อสร้างไอน้ำ นอกจากนี้พลังงานบางส่วนถูกสร้างขึ้นโดยใช้กระบวนการที่เรียกว่า พลังงานแสงอาทิตย์ที่มุ่งเน้น โรงไฟฟ้าประเภทนี้สามารถใช้ประโยชน์จากดวงอาทิตย์ในการผลิตไอน้ำซึ่งอาจเปลี่ยนกังหันไอน้ำ