Efektivita turbíny se dá vypočítat jako podíl skutečného výkonu a teoretického výkonu. Teoretický výkon je určen energetickým obsahem používaného paliva nebo páry. U pární turbíny lze teoretický výkon vypočítat pomocí vzorce: teoretický výkon = hmotnostní průtok * rozdíl specifické entalpie. Skutečný výkon se měří pomocí přístrojů. Dělením skutečného výkonu teoretickým výkonem a následným vynásobením 100 se efektivita turbíny vyjádří jako procento. Zlepšení efektivity turbíny může pomoci zvýšit výrobu energie a snížit spotřebu paliva.
Turbíny, ať už se jedná o parní nebo plynové turbíny, generují významné množství výkonu na hřídeli v kompaktním fyzickém balení, zejména ve srovnání s pístovými motory. Parní turbíny jsou široce používány v energetických společnostech k pohonu elektrických generátorů díky své vysoké účinnosti a spolehlivosti, zejména ve srovnání s metodami spalování uvnitř motoru. Pro výpočet účinnosti turbíny musíte znát výkon turbíny a energetický vstup potřebný k jeho výrobě.
Krok 1
Definujte výpočet pro parní turbínu. Například uvažujme 1,2 megawatt-hodinový generátor v cukrovaru, který je poháněn parní turbínou. Turbína přijímá 52 462 liber za hodinu přetopené páry při tlaku 450 liber na čtvereční palec absolutní (psia) a teplotě 556,28 stupňů Fahrenheita. Pára opouští turbínu při nasyceném tlaku 30 psia a je používána jinde v továrně. Pokud má elektrický generátor účinnost 82 procent, můžete vypočítat účinnost turbíny.
Krok 2
Vypočítejte skutečný výkon, který generátor používá k výrobě 1,2 megawatt-hodiny elektřiny: 1,2 megawatthodiny dělené 0,82 (82 procent) účinnost generátoru = 1,4634 megawatt-hodiny výkonu.
Krok 3
Převeďte výkon na koně na hřídeli pro turbínu: 1,4634 megawatt-hodiny / (0,746 kilowatt-hodiny na koni X 1 000 kilowatt-hodin na megawatt-hodinu) = 1 962 koní.
Krok 4
Převeďte 1 962 koní vyrobených turbínou na BTU za hodinu. Vynásobení 1 962,45 2 545 BTU za hodinu dává celkem 4 993 323 BTU za hodinu spotřebovaných turbínou.
Krok 5
Najděte entalpické hodnoty přicházející a odcházející páry. Přetopená pára má entalpii 1 275,42 BTU na libru, zatímco odcházející pára má entalpii 1 164,1 BTU na libru. Netto výkon dodávaný turbíně párou je 111,32 BTU na libru páry.
Krok 6
Vypočítejte teoretické libry přetopené páry za daných podmínek potřebné k dodání 4 993 323 BTU za hodinu dělením tímto číslem netto entalpie páry 111,32 BTU na libru spotřebované v turbíně. To vede k výsledku 4 993 323 / 111,32 = 44 855,58 liber páry za hodinu.
Krok 7
Vypočítejte účinnost parní turbíny dělením teoretických liber páry za hodinu skutečně spotřebovanou párou. To se vypočítá jako 44 855,58 liber (teoretické) / 52 462 liber (skutečné) = 0,855 nebo 85,5 procent provozní účinnosti.
