টারবাইন কি? টারবাইন কত প্রকার ও কি কি? টারবাইন কিভাবে কাজ করে? বিস্তারিত আলোচনা

টারবাইন কি?

টারবাইন হল একটি ঘূর্ণায়মান যান্ত্রিক যন্ত্র যা তরল প্রবাহ (যেমন বাতাস, পানি, বা গ্যাস) থেকে শক্তি আহরণ করে এবং এটিকে দরকারী কাজে রূপান্তর করে। 

টারবাইন

অন্যভাবে বলা যায় টারবাইন হলো একধরনের ঘূর্ণায়মান মেশিন যা ফ্লুইডের গতিশক্তি থেকে মেকানিক্যাল শক্তি উৎপাদন করে। টারবাইনের ব্যবহার বিদ্যুৎ উৎপাদন, জাহাজ চালনা, বিমান চালনা এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে দেখা যায়।

আরও পড়ুনঃ জেনেরেটর কি? জেনারেটরে কি কি সমস্যা হয়? জেনারেটর সম্পর্কে বিস্তারিত জানুন

টারবাইন কত প্রকার ও কি কি?

টারবাইন হলো একটি ঘূর্ণায়মান যান্ত্রিক ডিভাইস যা তরল বা গ্যাসের প্রবাহ থেকে শক্তি উত্তোলন করে। টারবাইনের বিভিন্ন প্রকার রয়েছে। যেমনঃ

কাজের ধরণ অনুযায়ী টারবাইনঃ

• প্রাইম মুভারঃ এই টারবাইনগুলি অন্য যন্ত্রকে চালানোর জন্য ব্যবহার করা হয়। 
• জেনারেটরঃ এই টারবাইনগুলি বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা হয়।
• পাম্পঃ এই টারবাইনগুলি পানি উত্তোলনের জন্য ব্যবহার করা হয়।
• কম্প্রেসরঃ এই টারবাইনগুলি বিভিন্ন গ্যাসকে সংকুচিত করার জন্য ব্যবহার করা হয়।

নীতি অনুযায়ী টারবাইনঃ

• ইম্পালস টারবাইনঃ এই টারবাইনগুলি তরলের গতিশক্তি ব্যবহার করে কাজ করে। ইম্পালস টারবাইনের একটি উদাহরণ হল পেল্টন টারবাইন, যা জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে ব্যবহৃত হয়।
• রিয়াকশন টারবাইনঃ এই টারবাইনগুলি তরলের চাপ ব্যবহার করে কাজ করে। রিয়াকশন টারবাইনের একটি উদাহরণ হল ফ্রান্সিস টারবাইন, যা জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রেও ব্যবহৃত হয়।
• গ্রাভেটি টারবাইনঃ এই টারবাইনগুলি তরলের গতিশক্তি এবং চাপ উভয়ই ব্যবহার করে কাজ করে। গ্রাভেটি টারবাইনের একটি উদাহরণ হল স্টিম টারবাইন, যা থার্মাল বিদ্যুৎ কেন্দ্রে ব্যবহৃত হয়।

কিছু সাধারণ টারবাইনঃ

• বায়ু টারবাইনঃ বাতাসের গতিশক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।
• জলবিদ্যুৎ টারবাইনঃ পানির গতিশক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।
• গ্যাস টারবাইনঃ উত্তপ্ত গ্যাসের শক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।
• স্টীম টারবাইনঃ বাষ্পের শক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।
• জেট ইঞ্জিনঃ বিমান চালানোর জন্য ব্যবহার করা হয়।
• পানি টারবাইনঃ পানি উত্তোলনের জন্য ব্যবহার করা হয়।

টারবাইন কি কাজে ব্যবহার করা হয়?

টারবাইনের ব্যবহারঃ

• বিদ্যুৎ উৎপাদনঃ টারবাইন বিদ্যুৎ কেন্দ্রে বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• বায়ু বিদ্যুৎঃ বায়ু টারবাইন, বায়ুর গতিশক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। এটি একটি পরিবেশবান্ধব এবং নবায়নযোগ্য উৎস।
• জলবিদ্যুৎঃ জলবিদ্যুৎ কেন্দ্রে পানির গতিশক্তি ব্যবহার করে টারবাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়।
• থার্মাল বিদ্যুৎঃ থার্মাল বিদ্যুৎ কেন্দ্রে জীবাশ্ম জ্বালানি (কয়লা, তেল, প্রাকৃতিক গ্যাস) পোড়ানোর ফলে উৎপন্ন উত্তপ্ত বাষ্প দ্বারা টারবাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়।
• নিউক্লিয়ার বিদ্যুৎঃ পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রে পারমাণবিক বিভাজনের ফলে উৎপন্ন উত্তপ্ত বাষ্প টারবাইন ঘুরিয়ে বিদ্যুৎ উৎপাদন করা হয়।
• পানি উত্তোলনঃ টারবাইন পানি পাম্প বা উত্তোলন করার জন্য ব্যবহার করা হয়।
• যানবাহন চালনাঃ টারবাইন জাহাজ, বিমান, এবং গাড়ি চালানোর জন্য ব্যবহার করা হয়ে থাকে অনেক সময়।
• জাহাজঃ জাহাজে টারবাইন ইঞ্জিন ব্যবহার করে জাহাজ চালানো হয়।
• বিমানঃ বিমানে জেট ইঞ্জিন ব্যবহার করে বিমান চালানো হয়। জেট ইঞ্জিনে টারবাইন একটি গুরুত্বপূর্ণ অংশ।
• কম্প্রেসরঃ টারবাইন ব্যবহার করে বিভিন্ন গ্যাসকে সংকুচিত করা হয়।
• গাড়িঃ কিছু গাড়িতে টারবাইন ইঞ্জিন ব্যবহার করা হয়।
• অন্যান্য ব্যবহারঃ টারবাইন রিফ্রিজারেটর, এবং এয়ার কন্ডিশনারের মতো অন্যান্য যন্ত্রেও ব্যবহার করা হয়।

টারবাইনের সুবিধা ও অসুবিধা

টারবাইনের সুবিধাঃ

• টারবাইন পরিবেশবান্ধব কারণ এগুলো জীবাশ্ম জ্বালানি পোড়ানোর পরিবর্তে নবায়নযোগ্য উৎস থেকে শক্তি উৎপাদন করতে পারে।
• টারবাইন দীর্ঘস্থায়ী এবং কম রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয়।
• টারবাইন বিভিন্ন আকারে পাওয়া যায় যা বিভিন্ন প্রয়োজনে ব্যবহার করা যায়।
• টারবাইন ব্যবহার করে বিভিন্ন ধরণের শক্তি উৎপাদন করা সম্ভব।

টারবাইনের অসুবিধাঃ

• টারবাইন স্থাপন করা ব্যয়বহুল।
• টারবাইন উচ্চ শব্দ তৈরি করে।
• টারবাইন পাখি এবং বাদুরের জন্য বিপজ্জনক।

টারবাইন কিভাবে কাজ করে?

টারবাইনের কাজের প্রক্রিয়া নির্ভর করে এর ধরণের উপর। যেমনঃ

বায়ু টারবাইনঃ

১. বাতাস টারবাইনের ব্লেডগুলোর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হলে ব্লেডগুলো ঘুরতে থাকে।

২. ব্লেডগুলো রোটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা ব্লেডের ঘূর্ণনের ফলে ঘুরতে থাকে।

৩. রোটর জেনারেটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যার ঘূর্ণনের ফলে বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়।

জলবিদ্যুৎ টারবাইনঃ

১. পানি টারবাইনের ব্লেডগুলোর উপর দিয়ে প্রবাহিত হলে ব্লেডগুলো ঘুরতে থাকে।

২. ব্লেডগুলো রোটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা ব্লেডের ঘূর্ণনের ফলে ঘুরতে থাকে।

৩. রোটর জেনারেটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যার ঘূর্ণনের ফলে বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়।

গ্যাস টারবাইনঃ

১. উত্তপ্ত গ্যাস টারবাইনের ব্লেডগুলোর উপর দিয়ে প্রবাহিত হলে ব্লেডগুলো ঘুরতে থাকে।

২. ব্লেডগুলো রোটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা ব্লেডের ঘূর্ণনের ফলে ঘুরতে থাকে।

৩. রোটর জেনারেটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যার ঘূর্ণনের ফলে বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়।

স্টীম টারবাইনঃ

১. বাষ্প টারবাইনের ব্লেডগুলোর উপর দিয়ে প্রবাহিত হলে ব্লেডগুলো ঘুরতে থাকে।

২. ব্লেডগুলো রোটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যা ব্লেডের ঘূর্ণনের ফলে ঘুরতে থাকে।

৩. রোটর জেনারেটরের সাথে সংযুক্ত থাকে, যার ঘূর্ণনের ফলে বিদ্যুৎ উৎপন্ন হয়।

টারবাইন কোন নীতির উপর কাজ করে?

সাধারণভাবে, টারবাইন নিম্নলিখিত নীতির উপর কাজ করেঃ

বের্নোলির নীতিঃ তরল প্রবাহের গতি বৃদ্ধি পেলে তার চাপ কমে যায়।

নিউটনের তৃতীয় সূত্রঃ প্রতিটি ক্রিয়ার সমান ও বিপরীত প্রতিক্রিয়া থাকে।

টারবাইনের কাজ কি?

টারবাইনের মূল কাজ হলো তরলের গতিশক্তি বা চাপকে ঘূর্ণনশক্তিতে রূপান্তর করা। এই ঘূর্ণনশক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন, পানি উত্তোলন, মেশিন চালানো, এবং আরও অনেক কাজ করা সম্ভব।

তাছাড়া টারবাইন বিভিন্ন ধরণের কাজে ব্যবহার করা হয়। যেমনঃ

• প্রাইম মুভারঃ এই টারবাইনগুলি অন্য যন্ত্রকে চালানোর জন্য ব্যবহার করা হয়।
• জেনারেটরঃ এই টারবাইনগুলি বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা হয়।
• পাম্পঃ এই টারবাইনগুলি পানি উত্তোলনের জন্য ব্যবহার করা হয়।
• কম্প্রেসরঃ এই টারবাইনগুলি বিভিন্ন গ্যাসকে সংকুচিত করার জন্য ব্যবহার করা হয়।

বিভিন্ন ধরনের টারবাইন সম্পর্কে আলোচনা

গ্যাস টারবাইনঃ

গ্যাস টারবাইন হলো একধরনের টারবাইন যা দাহ্য গ্যাসের প্রবাহ থেকে শক্তি গ্রহণ করে। গ্যাস টারবাইন বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য গ্যাস পাওয়ার প্ল্যান্টে ব্যবহার করা হয়। গ্যাস টারবাইনের কাজ হলো গ্যাসের চাপ ও তাপমাত্রা কমিয়ে ব্লেডগুলোকে ঘুরানো এবং জেনারেটরের রোটরকে ঘুরানো। গ্যাস টারবাইনের কার্যপ্রণালী ব্রেইটন সাইকেলের উপর ভিত্তি করে পরিচালিত হয়।

গ্যাস টারবাইন

এই টারবাইনে জ্বালানি গ্যাসের প্রবাহ ব্যবহার করে টারবাইনের ব্লেডকে ঘুরানো হয়। এটি গ্যাস পাওয়ার প্লান্ট, জেট ইঞ্জিন এবং টার্বোফ্যানে ব্যবহার করা হয়।

গ্যাস টারবাইন ডায়াগ্রাম

ষ্টীম টারবাইন বা বাষ্প টারবাইনঃ

বাষ্প টারবাইন হলো একধরনের টারবাইন যা বাষ্পের প্রবাহ থেকে শক্তি গ্রহণ করে। বাষ্প টারবাইন বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য থার্মাল পাওয়ার প্ল্যান্টে ব্যবহার করা হয়। বাষ্প টারবাইনের কাজ হলো বাষ্পের চাপ ও তাপমাত্রা কমিয়ে ব্লেডগুলোকে ঘুরানো এবং জেনারেটরের রোটরকে ঘুরানো। বাষ্প টারবাইনের কার্যপ্রণালী রেঙ্কিন সাইকেলের উপর ভিত্তি করে।

ষ্টীম টারবাইন বা বাষ্প টারবাইন

এই টারবাইনে উচ্চ চাপ ও তাপের বাষ্প ব্যবহার করে টারবাইনের ব্লেডকে ঘুরানো হয়। এটি থার্মাল পাওয়ার প্লান্ট, নিউক্লিয়ার পাওয়ার প্লান্ট এবং জাহাজের ইঞ্জিনে ব্যবহার করা হয়।

বায়ু টারবাইন  বা উইন্ড টারবাইনঃ

বায়ু টারবাইন হল একটি যন্ত্র যা বায়ুর গতিশক্তিকে বিদ্যুৎ শক্তিতে রূপান্তর করে। এটি বায়ুকল বা বায়ু ঘূর্ণযন্ত্র নামেও পরিচিত। এটি বায়ুর প্রবাহের দিকে লম্ব ব্লেডগুলি দিয়ে একটি অক্ষের সাথে সংযুক্ত একটি রোটরকে ঘুরায়, যা একটি জেনারেটরের সাথে সংযুক্ত থাকে। জেনারেটরটি রোটরের ঘূর্ণনের ফলে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে।

বায়ু টারবাইন  বা উইন্ড টারবাইন

বায়ু টারবাইন হলো একধরনের টারবাইন যা বায়ুর প্রবাহ থেকে শক্তি গ্রহণ করে। বায়ু টারবাইন বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য বায়ু শক্তি প্ল্যান্টে ব্যবহার করা হয়। বায়ু টারবাইনের কাজ হলো বায়ুর চাপ ও বেগ কমিয়ে ব্লেডগুলোকে ঘুরানো এবং জেনারেটরের রোটরকে ঘুরানো।

উইন্ড টারবাইন হল এক ধরনের যন্ত্র, যা বায়ুর গতিশক্তি থেকে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে। উইন্ড টারবাইনের মূল অংশ হল রোটর, যার উপর এক বা একাধিক ব্লেড থাকে। বায়ুর প্রবাহ ব্লেডগুলোকে ঘুরায়, যা রোটরকে সংযুক্ত জেনারেটরের মাধ্যমে বিদ্যুৎ তৈরি করে। উইন্ড টারবাইন একটি পুনর্ব্যবহারযোগ্য শক্তির উৎস, যা পরিবেশের কোনো ক্ষতি করে না।

বায়ু টারবাইন বিভিন্ন আকার ও ক্ষমতার হতে পারে। বায়ু টারবাইন বিশ্বের বিভিন্ন দেশে বায়ু শক্তি উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত হয়। বায়ু শক্তি একটি নবায়নযোগ্য শক্তি উৎস যা পরিবেশের কোনো ক্ষতি করে না।

আরও পড়ুনঃ ডায়নামো কি? ডায়নামো কিভাবে কাজ করে? ডায়নামো সম্পর্কে বিস্তারিত জানুন

কাপলান টারবাইনঃ

কাপলান টারবাইন হলো এক ধরণের জলবিদ্যুৎ টারবাইন যা অক্ষীয় প্রবাহ নীতির উপর ভিত্তি করে কাজ করে।

কাপলান টারবাইন

ফ্রান্সিস টারবাইনঃ

ফ্রান্সিস টারবাইন হলো এক ধরণের জলবিদ্যুৎ টারবাইন যা অভ্যন্তরীণ প্রবাহ প্রতিক্রিয়া টারবাইন নীতির উপর ভিত্তি করে কাজ করে।

ফ্রান্সিস টারবাইন হল এক ধরনের রিয়্যাকশন টারবাইন, যা মধ্যম উচ্চতা বিশিষ্ট পানি বিদ্যুৎ কেন্দ্রে প্রাইম মুভার হিসেবে ব্যবহার করা হয়। এটি ১৮৪৮ সালে জেমস বি ফ্রান্সিস তৈরি করেন বলে তার নাম অনুসারে একে ফ্রান্সিস টারবাইন বলা হয়।

এই টারবাইনে পানি অরীয়ভাবে প্রবেশ করে ও অক্ষীয়ভাবে ডিসচার্জ হয়। এটি ৮০০ মেগাওয়াট পর্যন্ত পাওয়ার উৎপাদনের ক্ষমতা রাখে এবং এর দক্ষতা (efficiency) প্রায় ৯০%।

আরও পড়ুনঃ অল্টারনেটর কি? কত প্রকার ও কি কি? অল্টারনেটর কিভাবে কাজ করে? বিস্তারিত জানুন

ইম্পালস টারবাইন কাকে বলে?

ইম্পালস টারবাইন হলো এক ধরণের টারবাইন যা তরলের গতিশক্তি ব্যবহার করে ঘূর্ণনশক্তি তৈরি করে।

ইম্পালস টারবাইন

ওয়াটার টারবাইন বা হাইড্রো টারবাইনঃ

এই টারবাইনে পানির প্রবাহ ব্যবহার করে টারবাইনের ব্লেডকে ঘুরানো হয়। হাইড্রো টারবাইন হলো এক ধরণের টারবাইন যা জলের গতিশক্তি ব্যবহার করে ঘূর্ণনশক্তি তৈরি করে। এই ঘূর্ণনশক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন, পানি উত্তোলন, এবং অন্যান্য যন্ত্র চালানো সম্ভব। এটি হাইড্রোলিক পাওয়ার প্লান্ট, ড্যাম এবং নদীর পানিতে ব্যবহার করা হয়।

ওয়াটার টারবাইন বা হাইড্রো টারবাইন

হাইড্রো টারবাইন হলো একধরনের টারবাইন যা পানির প্রবাহ থেকে শক্তি গ্রহণ করে। হাইড্রো টারবাইন বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য হাইড্রো পাওয়ার প্ল্যান্টে ব্যবহার করা হয়। হাইড্রো টারবাইনের কাজ হলো পানির চাপ ও বেগ কমিয়ে ব্লেডগুলোকে ঘুরানো এবং জেনারেটরের রোটরকে ঘুরানো। হাইড্রো টারবাইনের কার্যপ্রণালী হাইড্রোলিক সাইকেলের উপর ভিত্তি করে।

আরও পড়ুনঃ সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প কাকে বলে? কত প্রকার ও কি কি? বিস্তারিত আলোচনা

টারবাইন কিভাবে তৈরি করা হয়?

টারবাইন তৈরির প্রক্রিয়াঃ

টারবাইন তৈরি করা একটি জটিল প্রক্রিয়া যার জন্য উচ্চ স্তরের প্রকৌশল দক্ষতা এবং বিশেষায়িত সরঞ্জামের প্রয়োজন হয়। 

প্রধান ধাপগুলোঃ

১. নকশাঃ

• টারবাইনের ধরণ এবং উদ্দেশ্য নির্ধারণ করা।
• টারবাইনের আকার, ব্লেডের নকশা, এবং অন্যান্য উপাদানগুলি নির্ধারণ করার জন্য কম্পিউটার-সহায়ক নকশা (CAD) বা Solid Work  সফটওয়্যার ব্যবহার করা।

২. উপকরণ নির্বাচনঃ

• টারবাইনের উপাদানগুলির জন্য উপযুক্ত উপকরণ নির্বাচন করা হয়। সাধারণ উপকরণগুলির মধ্যে রয়েছে ইস্পাত, অ্যালুমিনিয়াম, এবং কার্বন ফাইবার ইত্যাদি।

৩. নির্মাণঃ

•  টারবাইনের উপাদানগুলি নির্ভুলতার সাথে তৈরি করতে হবে। 
• ব্লেডগুলি মেশিন দ্বারা তৈরি করতে হবে, এবং রানার এবং অন্যান্য উপাদানগুলি ঢালাই বা মেশিনিং দ্বারা তৈরি করতে হবে।

৪. সংযোগঃ

• টারবাইনের উপাদানগুলি একসাথে সাবধানে সংযুক্ত করতে হবে।
• সমস্ত সংযোগ নিশ্চিত করতে হবে যেন টারবাইন সঠিকভাবে কাজ করে।

৫. পরীক্ষাঃ

• টারবাইনটি ঠিক মত কাজ করবে কিনা এটা নিশ্চিত করার জন্য বিভিন্ন পরীক্ষার করা হয়, যেন টারবাইনটি নকশা অনুযায়ী কাজ করে।
• টারবাইনের দক্ষতা, ক্ষমতা, এবং স্থায়িত্ব পরীক্ষা করা হয়।

৬. টারবাইন তৈরিতে বিশেষ দক্ষতাঃ 

• টারবাইন ব্লেড ডিজাইন এবং বিশ্লেষণ।
• ঢালাই এবং মেশিনিং প্রক্রিয়া।
• টারবাইনের বিভিন্ন পার্টেসের পরীক্ষা।

৭. টারবাইন তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় সরঞ্জামঃ

• সলিড ওয়ার্ক সফটওয়্যার (Solid Work Software). 
• CAD সফ্টওয়্যার।
• CNC মেশিন।
• ঢালাই সরঞ্জাম।
• পরীক্ষা সরঞ্জাম ইত্যাদি। 

৮. টারবাইন তৈরির ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ বিষয়ঃ

• উচ্চ স্তরের নির্ভুলতা।
• উপকরণের সঠিক নির্বাচন।
• কঠোর মান নিয়ন্ত্রণ ইত্যাদি। 

৯. টারবাইন প্রযুক্তি সম্পর্কে বইঃ

টারবাইন তৈরি করার আগে নিচের বই দুইটা সকলের পড়া উচিত। 

    01. Gas Turbines: A Handbook of Air, Land and Sea Applications by John W.R. Tay.

    02. Fundamentals of Turbomachinery by William W. Peng.

১০. অতিরিক্ত তথ্যঃ

• টারবাইন বিভিন্ন আকার এবং আকারে তৈরি করা হয়।
• টারবাইন বিভিন্ন ধরণের শক্তি উৎপাদনের জন্য ব্যবহার করা হয়।

আরও পড়ুনঃ সেন্ট্রিফিউগ্যাল পাম্প এবং রেসিপ্রোকেটিং পাম্পের মধ্যে পার্থক্য