Techniklexikon

Turbine

Kraftmaschine, die von einem durch sie hindurchströmenden Medium in Rotation versetzt wird und mechanische Energie abgibt, die als Drehmoment wirkt. Bei Radialturbinen strömt das Medium vom Zentrum aus zu Schaufeln am Rande eines Laufrades, bei Axialturbinen verläuft die Strömung im großen und ganzen parallel zur Welle. EineT. wandelt Bewegungsenergie (kinetische Energie) in mechanische Rotationsenergie um. Bei Wasserturbinen resultiert die kinetische Energie aus der Fallhöhe des Wassers. Die Pelton- oder Freistrahlturbine wird in Wasserkraftwerken (Wasserkraftanlage) bis rund 2000 m Fallhöhe eingesetzt. Bei der geringen Fallhöhe von Flußkraftwerken wird die Kaplan-Turbine bevorzugt. In die Francis-Turbine, bis etwa 800 m geeignet, strömt das Wasser radial ein und axial aus. Dampfturbinen sind heute die wichtigsten Dampfkraftmaschinen; in ihnen trifft der Dampf mit hoher Geschwindigkeit auf die Schaufeln von Laufrädern, die hintereinander auf einer Welle befestigt sind. In Gasturbinen ist dieT. nur einTeil der gesamten Wärmekraftmaschine. Sie wird von heißen Verbrennungsgasen aus einer Brennkammer angetrieben und treibt ihrerseits den unerläßlichen Verdichter für die Verbrennungsluft an. Was an Energie übrig bleibt, kann entweder an der Welle als mechanische Energie (Wellent. ) oder als Schubstrahl (Strahlt. ), z. B. zum Flugzeugantrieb, genutzt werden. In jederT. sind die Reaktionskräfte, die das strömende Medium auf die Schaufeln eines Laufrades ausübt, Ursache der Rotation. In Dampf- und Gasturbinen spielt dabei die Entspannung des Dampfes bzw. Gases beim Durchströmen der T. eine entscheidende Rolle. Den Schaufeln eines Laufrades sind in der Regel feststehende Leitschaufeln zur exakten Einleitung des Mediums vorgeschaltet. Wasserturbinen dienen mit angeschlossenen Generatoren generell der Stromerzeugung. Dampfturbinen sind auch als Schiffsantrieb weit verbreitet. Gasturbinen dienen stationär ebenfalls der Stromerzeugung, als Strahlturbine sind sie die Antriebsaggregate für Kampfund Verkehrsflugzeuge. In der Fahrzeugtechnik: Kraftmaschine, die die Energie von strömendem Dampf, Wasser oder Gas unmittelbar in drehende Bewegung umsetzt. Luft- und Raumfahrttechnik, Wärmekraftmaschine mit kreisender Hauptbewegung. Turbinen werden im allgemeinen durch Strömungen in Wasser, Dampf oder Gas angetrieben, deren Energie sowohl natürlichen Ursprungs (Windturbine) als auch durch Verdichtung (Pressluft-Turbine) oder durch Erwärmen (Dampfturbine, Gasturbine) erzeugt sein kann. Die im strömenden Medium vorhandene potentielle Energie wird in einer Düse zunächst in Geschwindigkeit und dann in einem Laufschaufelsystem in mechanische Energie umgewandelt, die der Masse des strömenden Mediums sowie dem Quadrat seiner Geschwindigkeit proportional ist. Turbinen finden in der Luftfahrt v.a. bei den sog. Turbinen-Luftstrahltriebwerken Verwendung, wo sie mit ihrer Energie für die zusätzliche Verdichtung der eingesaugten Luft sorgen.