Elementy i zasada turbiny gazowej

Elementy i zasada turbiny gazowej

Komponenty turbin gazowych iKsiążęja: –Turbina gazowa to rodzaj silnika spalinowego, którego płynem roboczym jest samo powietrze. Silnik służy do pozyskiwania energii chemicznej z paliwa, a także do przekształcania energii chemicznej w energię mechaniczną poprzez wykorzystanie energii gazowej jako płynu roboczego do napędzania silnika i śmigła, które z kolei napędzają samolot.

Komponenty turbin gazowych

1. Wlot

Powietrze powinno swobodnie przepływać z kanału, a kanał wlotowy powinien być czysty i schludny, aby utrzymać silnik w dobrym stanie. Zaleca się zapewnienie czystego i niezakłóconego przepływu powietrza na wlocie, które dostarczone do silnika zwiększa jego wydajność i chroni silnik przed erozją, korozją lub innymi uszkodzeniami.

Sugeruje się również zamontowanie owiewek w kanale wlotu powietrza do silnika oraz w kanale wlotu powietrza, aby zapewnić minimalne straty przepływu powietrza w odniesieniu do wszystkich warunków przepływu powietrza.

2. Sprężarka

Sprężarka jest tą, która odpowiada za dostarczenie do turbiny wymaganej ilości powietrza potrzebnej do jej efektywnej pracy. Oprócz tego wymagane jest dostarczanie powietrza o bardzo wysokim ciśnieniu statycznym. Powszechnie znany stosunek ciśnienia na tylnej sprężarce do ciśnienia na przedniej sprężarce wynosi 9:5.

3. Dyfuzor

Powietrze wychodzi przez łopatki kierujące sprężarki, gdzie składowe przepływu powietrza są przekształcane w przepływ prostoliniowy. Następnie powietrze wchodzi do sekcji dyfuzora, która jest kanałem rozbieżnym. Podstawową funkcją dyfuzora jest aerodynamika.

4. Komora spalania

Gdy powietrze przejdzie przez dyfuzor, wchodzi do sekcji spalania, która jest znana jako komora spalania. Sekcja spalania ma za zadanie sterowanie spalaniem paliwa i powietrza. Ciepło, które jest uwalniane, musi być w taki sposób, aby powietrze rozprężało się i przyspieszało, aby zapewnić płynny i stabilny strumień równomiernie ogrzanego gazu we wszystkich warunkach pracy. Obowiązkowe jest wykonanie zadania przy minimalnym spadku ciśnienia i maksymalnym uwalnianiu ciepła.

5. Turbina

Silnik turbinowy ma czterostopniową turbinę, która służy do zamiany energii gazowej paliwa powietrznego na energię mechaniczną do poruszania sprężarki za pomocą przekładni redukcyjnej lub śruby napędowej. Turbina ma funkcję, w której energia gazowa jest przekształcana w energię mechaniczną poprzez rozprężanie gorących i wysokociśnieniowych gazów do niższych temperatur i ciśnień.

6. Wydech

Po przejściu przez turbinę gaz jest odprowadzany przez wydech. Przeważnie energia gazowa jest przekształcana w energię mechaniczną za pomocą turbiny, wystarczająca ilość energii pozostaje w spalinach. Ten pozostały gaz jest przyspieszany przez zbieżny kanał wydechowy, aby uczynić go bardziej użytecznym podczas jazdy samolotem.

Zasada działania turbiny gazowej

Podstawowa zasada działania turbiny gazowej jest identyczna jak wszystkich silników, które służą do pozyskiwania energii z paliwa chemicznego. Najbardziej znane 4 kroki dla każdego silnika spalinowego są następujące:

1. Wlot powietrza.

2. Kompresja powietrza.

3. Spalanie, w którym paliwo jest wtryskiwane i przekształcane w zmagazynowaną energię.

4. Ekspansja i wymarcie, gdzie wykorzystana zostaje przekształcona energia.

W przypadku silnika tłokowego, takiego jak silniki stosowane w samochodach lub jako silnik samolotu, etapami, które są zaangażowane, są wlot, sprężanie, spalanie i wydech w głowicy cylindrów, ale w różnych momentach, gdy tłok stale porusza się w górę iw dół.

W przypadku silnika turbinowego, te same cztery kroki zachodzą w tym samym czasie, ale w różnych miejscach. Ze względu na tę zasadniczą różnicę turbina ma różne sekcje silnika, które są znane jako:

1. Sekcja wlotowa

2. Sekcja sprężarki

3. Sekcja spalania

4. Sekcja turbiny i wydechu.

Sekcja turbinowa silnika jest odpowiedzialna za wytwarzanie użytecznej mocy na wale jako wyjścia, które jest wykorzystywane do napędzania śruby napędowej. Poza tym musi być wyposażony w moc napędzającą sprężarkę i osprzęt silnika. Odbywa się to poprzez wystawienie na działanie wysokiej temperatury, ciśnienia, prędkości gazu, który jest przekształcany z energii gazowej w energię mechaniczną w postaci mocy na wale.

Elementy i zasada turbiny gazowej

Masa dostarczanego powietrza musi być bardzo duża, które ma być dostarczone do turbiny w celu wytworzenia wymaganej mocy. Powietrze, które jest dostarczane, odbywa się za pomocą sprężarki, która usuwa powietrze i przenosi je do silnika, gdzie zostaje ściśnięte, aby dostarczyć powietrze pod wysokim ciśnieniem do turbiny. Rolą sprężarki jest zamiana energii mechanicznej z turbiny na energię gazową w postaci ciśnienia lub temperatury.

W przypadku sprężarki i turbinybyłyby sprawne w 100 procentach, to sprężarka dostarczyłaby całe powietrze potrzebne turbinie, a jednocześnie turbina dostarczyłaby niezbędną moc potrzebną do napędzania sprężarki. W takim przypadku istniałaby tylko maszyna perpetuum mobile jako straty tarcia, a nieefektywność układu mechanicznego nie pozwala na prawidłowe działanie perpetuum mobile.

Oprócz tego potrzebna byłaby również dodatkowa energia inna niż powietrze, aby uwzględnić spowodowane straty. Wymagana moc wyjściowa pochodzi z silnika, który znajduje się tuż za sprężarką; dlatego do powietrza należy dodać więcej energii, aby wytworzyć nadwyżkę mocy. Energia chemiczna z paliwa jest spalana i przekształcana w energię gazową w postaci wysokiej temperatury i dużej prędkości, ponieważ powietrze musi przejść przez samą komorę spalania. Energia gazowa jest ponownie przetwarzana na energię mechaniczną turbiny, która zapewnia moc napędzającą sprężarkę i wał.