टरबाइन : योग्य अशा द्रायूच्या (द्रव्याच्या वा वायूच्या) प्रवाहातील ऊर्जेचे चक्रीय गतीच्या स्वरूपातील यांत्रिक शक्तीत रूपांतर करणारे यंत्र-एंजिन. कुठल्याही एंजिनाप्रमाणे टरबाइन हे मूलचालकाचाच (नैसर्गिक ऊर्जा उद्‌गमाचे यांत्रिक ऊर्जेत रूपांतर करण्याच्या साधनाचा) एक स्वतंत्र प्रकार आहे. टरबाइनासाठी वापरले जाणारे द्रायू म्हणजे पाणी, संपीडित (दाबाखालील) हवा, वाफ व इंधनाच्या ज्वलनाने उत्पन्न होणारे दाबाखालचे वायू हे होत. द्रायूच्या प्रवाहातील एकूण ऊर्जा ही शीर्ष-ऊर्जा (दिलेल्या पातळीपासून द्रायूच्या उंचीमुळे मिळणारी ऊर्जा), दाब-ऊर्जा व वेग-ऊर्जा यांपैकी एक किंवा त्यांचे मिश्रण असते. टरबाइनांचे दोन मुख्य वर्ग आहेत, आवेग (प्रेरणा × काळ या राशीचे तत्त्व वापरणारी) व प्रतिक्रिया टरबाइने. तसेच त्याचे दोन मुख्य भाग असतात, एक स्थाता (बाहेरचा स्थिर) व दुसरा घूर्णक (आतला फिरणारा).
![आ. १. आवेग टरबाइनाच्या कार्यपद्धतीमागील मूलतत्त्व : (१) घूर्णक, (२) प्रोथ, (३) पाणी. [प्रोथ म्हणजे द्रायू ज्यातून बाहेर पडतो अशी तोटी].](/images/stories/Khand6/758.gif)
आवेग टरबाइनात द्रायूच्या शीर्षाचे वा दाब-ऊर्जेचे पूर्णतः एकाच टप्प्यात (जल टरबाइन) किंवा अनेक टप्प्यांत (वाफ व वायू टरबाइने) वेग-ऊर्जेत रूपांतर करतात व या द्रायूचा झोत घूर्णकाच्या पात्यांवर आदळू देतात. पात्यांतून बाहेर पडताना या झोताच्या दिशेत बदलही घडतो. त्यामुळे घूर्णकाला आवेग मिळतो व तो फिरत राहतो. म्हणून या कार्यपद्धतीच्या टरबाइनाला आवेग टरबाइन म्हणतात. याचे एक उदाहरण म्हणजे पेल्टन चाक [→ जल टरबाइन] आहे. आवेग टरबाइनाच्या कार्यपद्धतीमागील मूलतत्त्व आ. १ वरून सहज लक्षात येऊ शकेल. आवेग टरबाइनाचे एक वैशिष्ट्य म्हणजे त्याच्या घूर्णकावरील पाती समामित (आ. २) असतात. पात्यात शिरणाऱ्या व बाहेर पडणाऱ्या द्रायूचा दाब (बहुपदी वाफ आवेग टरबाइन) जवळजवळ सारखाच असतो.
प्रतिक्रिया टरबाइनात द्रायूच्या एकंदर ऊर्जेपैकी सु. निम्म्या ऊर्जेचे वेग-ऊर्जेत रूपांतर करून तो घूर्णकात सोडतात. तेथे द्रायूच्या दिशाबदलामुळे व उरलेल्या (दाब) ऊर्जेचे पात्यातून जाणाऱ्या द्रायूच्या प्रवेगात रूपांतर होऊन घूर्णकाच्या पात्यावर प्रतिक्रियात्मक प्रेरणा पात्यांच्या वर्तुळाच्या स्पर्शीय रेषेत कार्यान्वित होतात व त्यामुळे घूर्णक फिरत राहतो. प्रतिक्रियात्मक प्रेरणांच्या अस्तित्वामुळे या वर्गातील यंत्राला प्रतिक्रिया टरबाइन असे म्हणतात. याचे वैशिष्ट्य म्हणजे याची पाती सममित नसून एका बाजूस झुकलेली असतात (आ. ३). प्रतिक्रिया टरबाइनाच्या कार्यपद्धतीमागील मूलतत्त्व आ. ४ मध्ये विशद केले आहे. वाफकाच्या (बॉयलराच्या) मधे असलेल्या
नळातून द्रायूवर येत असून तो आडव्या शाखांत शिरतो. या आडव्या नळांना
तोंडाशी काटकोनात प्रोथ असून त्यांतून द्रायू वेगाने
बाहेर पडतो. आडवे नळ मधल्या नळाच्या तोंडावर फिरू शकतील अशा तऱ्‍हेने बसविलेले असतात व प्रोथातून बाहेर पडणाऱ्या झोताच्या वेगाची प्रोथावर प्रतिक्रिया होऊन ते उलट्या दिशेने फिरू लागतात.
वर म्हटल्याप्रमाणे टरबाइनांचे दोन मुख्य वर्ग करण्याची प्रथा आहे पण याचा अर्थ असा नव्हे की, त्या त्या वर्गात केवळ आवेग किंवा केवळ प्रतिक्रिया यांनीच चालनाचे कार्य घडते. प्रत्यक्षात दोन्ही प्रकारच्या क्रिया दोन्ही वर्गांच्या यंत्रांत घडत असतात, फक्त त्या त्या वर्गात त्या त्या गोष्टीचे आधिक्य असते एवढेच.
टरबाइन चक्रीय जातीचा मूलचालक असल्याने ते कोणत्याही पश्चाग्र (पुढे-मागे होणाऱ्या) गतीच्या एंजिनापेक्षा ऊर्जापरिवर्तन करण्यात स्वभावतःच जास्त कार्यक्षम असते. वाफ टरबाइनात वाफेचे प्रसरण एंजिनातल्यापेक्षा बऱ्याच जास्त प्रमाणात शक्य होते व त्यामुळे प्रती किग्रॅ. वाफेपासून मिळणारे यांत्रिक कार्यही जास्त असते. वायू टरबाइन हे सर्वांत अलीकडचे आहे आणि त्याचा प्रसारही हळूहळू होत आहे. वाफ टरबाइनांच्या मदतीनेच मुख्यतः मोठाल्या औष्णिक विद्युत् शक्तिसंयंत्रात (शक्ती निर्माण करणाऱ्या यंत्रसंचात) वीज उत्पन्न करतात. जगातील विजेच्या उत्पादनापैकी सु. ९५% वीज टरबाइनांनी निर्मिली जाते, असा अंदाज केला जातो. अलीकडे प्रचारात आलेल्या अणुकेंद्रीय शक्तिसंयंत्रात वाफ टरबाइने वापरावी लागतात.
ओगले, कृ. ह.
“