Од ваздуха до енергије: разумевање гасног турбинског мотора

Радни принцип гасне турбине

Компресор, који покреће турбина, непрестано увлачи ваздух из атмосфере и компресира и повећава његов притисак. Скућени ваздух улази у комору за сагоревање, меша се са убризганим горивом и гори. Након што постане високотемпературни гас за сагоревање, он тече у турбину како би се проширио и радио. Након рада, притисак гаса за сагоревање пада на атмосферски притисак и испушта се у атмосферу.

Стога су три главна дела гасне турбине компресор, комора за сагоревање и турбина.

Осијски проток компресора има много лопаћа, који су слични у облику лопаћа шпелера, али су подељени у "крећуће лопаће" и "стационарне лопаће". Мотивисане лопате се окрећу као витла, гурајући проток ваздуха уназад током ротације. У овом тренутку ће се повећати притисак ваздушног тока и температура ће се такође повећати.

Функција стационарних лопаћа је да воде ротирајући проток ваздуха који се ствара акцијом кретајућих лопаћа назад у осевни прав и улазе у следећи сет ротора под правилним углом. Обично се скуп кретајућих и стационарних лопаћа мењају, а скуп кретајућих и стационарних лопаћа назива се сцена.

Поред тога, постоји радијални компресор. Користи центрифугалну силу коју ствара ротација покретача да би гурао проток ваздуха напољу, чиме ствара притисак. Једностепени радијални компресор може имати однос компресије неколико ступа аксијских компресора, што је добар избор за мање гасне турбине.

Камера за сагоревање претвара хемијску енергију горива у топлотну енергију, загревајући ваздух под високим притиском који је компресор притиснуо на високу температуру тако да се може проширити у турбини да ради. То је уобичајено да се користи за производњу горива.

Пред корпусом коморе за сагоревање налази се унос ваздуха који води до компресора, а иза је излаз топлог гаса који води до турбине.

Функција турбине је да конвертује енергију у гасу за горење на високом температури и притиску у механичку енергију.

Трбина са аксијским протокним струјем се тренутно користи, а карактерише се високом снагом, великим проток и високом ефикасношћу. Центрифугална турбина је турбина радијалног протока, која се углавном користи у неким малим енергетским гасним турбинама.

Гасна турбина је моторна машина са унутрашњом сагоревањем која користи непрестано течећи гас као радну течност за покретање покретача да се окреће високом брзином, претварајући енергију горива у користан рад. То је ротирајући топлотни мотор.

У главном процесу ваздуха и гаса у гасној турбини постоји само циклус гасне турбине који се састоји од три главне компоненте: компресора, коморе за сагоревање и гасне турбине, која се генерално назива једноставним циклусом. Већина гасних турбина користи једноставну шему циклуса.

Компресор уноси ваздух из спољне атмосферске средине и компресира га корак по корак кроз аксијални проток компресора да би се повећао притисак, а температура ваздуха се такође повећава у складу са тим; компресовани ваздух се притиска у комору за сагоревање и помеша са Изгасни гас који се испушта из турбине испушта се у атмосферу како би се природно ослободила топлота. На овај начин, гасна турбина претвара хемијску енергију горива у топлотну енергију, а затим претвара део топлотне енергије у механичку енергију. Обично у гасној турбини, компресор се покреће радом експанзије гасне турбине, која је оптерећење турбине. У једноставном циклусу, око 1/2 до 2/3 механичког рада које генерише турбина се користи за покретање компресора, а преостале 1/3 механичког рада се користи за покретање генератора. Када се гасна турбина покреће, прво је потребна спољна снага. Генерално, стартер покреће компресор док механички рад који генерише гасна турбина није већи од механичког рада који конзумира компресор. Внешњи стартер је активиран и гасна турбина може да ради независно.