اجزای توربین گاز وپرنسiple:
–توربین گاز نوعی موتور احتراق داخلی است که سیال کار آن خود هوا است. از این موتور برای استخراج انرژی شیمیایی از سوخت استفاده می‌شود و همچنین برای تبدیل انرژی شیمیایی به انرژی مکانیکی با استفاده از انرژی گازی به عنوان سیال عامل برای به حرکت درآوردن موتور و پروانه استفاده می‌شود که در هواپیما باعث به حرکت در می‌آوردهواپیما می‌شود.
اجزای توربین گازی – Gas Turbine Components
1. ورودی – Inlet
جریان هوا باید بدون محدودیت از کانال حفظ شود و مجرای ورودی نیز باید تمیز بماند تا موتور سالم بماند. پیشنهاد می‌شود جریان هوای تمیز و بدون مزاحمت در ورودی ایجاد شود که با وارد شدن به موتور کارایی آن را افزایش دهد و موتور را از فرسایش، خوردگی یا هر گونه آسیب محافظت نماید.
همچنین پیشنهاد می‌شود که فیرینگ‌ها (fairings : یک ساختار فلزی یا پلاستیکی خارجی که برای افزایش کارآمدی و کاهش نیروی کشش، به ویژه در خودرو، موتور سیکلت، قایق یا هواپیما با کارایی بالا اضافه شده است.) باید در داخل مجرای ورودی هوای موتور و مجرای ورودی نصب شوند تا اطمینان حاصل شود که تلفات جریان هوا با توجه به تمام شرایط جریان هوا حداقل است.
2. کمپرسور – Compressor
کمپرسور مسئول تامین مقدار هوای مورد نیاز توربین برای کارکرد کارآمد است . علاوه بر این باید هوا را با فشار استاتیکی بسیار بالا تامین کرد. معمولاً نسبت فشار در کمپرسور عقب به فشار در کمپرسور جلو 9به5 است.
3. پخش کننده – Diffuser
هوا از طریق پره‌های راهنمای کمپرسور خارج می‌شود و در آنجا جریان هوا به جریان مستقیم تبدیل می‌شوند. پس از این، هوا وارد بخش پخش کننده می‌شود که یک مجرای واگرا است. عملکرد اصلی یک دیفیوزر آیرودینامیک است.
4. احتراق – Combustor
هنگامی که هوا از دیفیوزر عبور می‌کند، وارد بخش احتراق می‌شود که به عنوان احتراق شناخته می‌شود. بخش احتراق وظیفه‌ای دارد که سوزاندن سوخت و هوا را کنترل می‌کند. گرمایی که آزاد می‌شود باید به گونه‌ای باشد که هوا منبسط و شتاب بگیرد تا جریانی صاف و پایدار برای گاز گرم شده یکنواخت در تمام شرایط کار فراهم کند. انجام کار با حداقل افت فشار و حداکثر انتشار گرما الزامی است.
5. توربین – Turbine
یک موتور توربین دارای یک توربین چهار مرحله‌ای است که برای تبدیل انرژی گازی سوخت هوا به انرژی مکانیکی برای حرکت کمپرسور با کمک چرخ دنده کاهش یا پروانه استفاده می‌شود. توربین عملکردی دارد که در آن انرژی گازی با انبساط گازهای داغ و پرفشار به دما و فشار کمتر به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود.
6. اگزوز – Exhaust
هنگامی که گاز از توربین عبور می‌کند ، از اگزوز تخلیه می‌شود. بیشتر انرژی گازی با کمک یک توربین به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود و مقدار کافی نیرو در گاز خروجی باقی می‌ماند. این گاز باقیمانده از طریق مجرای همگرای اگزوز شتاب می‌گیرد تا در هنگام حرکت هواپیما مفیدتر شود.
کار توربین گازی – Gas Turbine Working Principle
اصل اساسی که توربین گاز بر اساس آن کار می‌کند با تمام موتورهایی که برای استخراج انرژی از سوخت شیمیایی استفاده می‌شود یکسان است.
متداول ترین چهار مرحله به شرح زیر است:
- ورودی هوا. Air Intake.
- فشرده سازی هوا. Air Compression.
- احتراق، جایی که سوخت تزریق می‌شود و تبدیل به انرژی ذخیره شده می‌شود. Combustion, where the fuel is injected and made to convert to the stored energy.
- انبساط و انقراض، جایی که انرژی تبدیل شده مورد استفاده قرار می‌گیرد. Expansion and extinct, where the converted energy is brought to use.
در مورد موتور پیستونی مانند موتورهای مورد استفاده در خودروها یا به عنوان موتور هواپیما، مراحل مربوط به ورودی، فشرده سازی، احتراق و اگزوز در سرسیلندر است اما در زمان های مختلف که پیستون به طور مداوم به سمت بالا و پایین حرکت می‌کند.
در مورد یک موتور توربین ، همان چهار مرحله در همان زمان در مکان‌های مختلف اتفاق می‌افتد. با توجه به این تفاوت اساسی، توربین دارای بخش‌های مختلف موتور است که به شرح زیر شناخته می شوند:
- بخش ورودی – Inlet section
- بخش کمپرسور – Compressor section
- بخش احتراق – Combustion section
- بخش توربین و اگزوز – Turbine and exhaust section
نقش کمپرسور تبدیل انرژی مکانیکی از توربین به انرژی گازی به صورت فشار یا دما است.
انرژی شیمیایی حاصل از سوخت سوزانده می‌شود و به صورت دمای بالا و سرعت بالا به انرژی گاز تبدیل می‌شود زیرا هوا برای عبور از خود احتراق نیاز دارد. انرژی گازی دوباره به انرژی مکانیکی توربین تبدیل می‌شود که نیروی محرکه کمپرسور و شفت را فراهم می‌کند.
