Kaasuturbiinin komponentit ja periaate
Kaasuturbiinin komponentit jaPrinsiple: -Kaasuturbiini on eräänlainen polttomoottori, jonka käyttöneste on itse ilma. Moottoria käytetään kemiallisen energian erottamiseen polttoaineesta, ja sitä käytetään myös kemiallisen energian muuntamiseen mekaaniseksi energiaksi käyttämällä kaasumaista energiaa työnesteenä moottorin ja potkurin käyttämiseen, mikä puolestaan työntää lentokonetta.
Kaasuturbiinin komponentit
1. Sisääntulo
Ilma tulee pitää esteettömänä kanavasta ja imukanavan tulee myös pysyä siistinä ja puhtaana, jotta moottori pysyy terveenä. On ehdotettu puhdasta ja häiriötöntä ilmavirtaa imuaukossa, mikä lisää moottorin tehokkuutta ja suojaa moottoria eroosiolta, korroosiolta tai kaikilta vaurioilta.
On myös ehdotettu, että suojukset asennetaan moottorin ilmanottokanavaan ja imukanavaan sen varmistamiseksi, että ilmavirtaushäviöt ovat mahdollisimman pienet suhteessa kaikkiin ilmavirran olosuhteisiin.
2. Kompressori
Kompressori on se, joka on vastuussa siitä, että turbiini saa tarvittavan määrän ilmaa, joka tarvitaan, jotta se toimisi tehokkaasti. Tämän lisäksi vaaditaan ilman syöttämistä erittäin korkealla staattisella paineella. Yleisesti tunnettu takakompressorin ja etukompressorin paineen suhde on 9:5.
3. Hajotin
Ilma poistuu kompressorin ohjaussiipien kautta, jossa ilmavirran komponentit muunnetaan suoraviivaiseksi virtaukseksi. Tämän jälkeen ilma tulee diffuusoriosaan, joka on hajautuskanava. Hajottajan perustoiminto on aerodynaaminen.
4. Poltin
Kun ilma kulkee diffuusorin läpi, se menee polttoosaan, joka tunnetaan polttokammiona. Polttoosalla on tehtävä, joka ohjaa polttoaineen ja ilman palamista. Vapautuvan lämmön on oltava siten, että ilma laajenee ja kiihtyy tasaisen ja vakaan virtauksen aikaansaamiseksi tasaisesti kuumennetulle kaasulle kaikissa käyttöolosuhteissa. Tehtävä on suoritettava mahdollisimman pienellä painehäviöllä ja maksimaalisella lämmön vapautumisella.
5. Turbiini
Turbiinimoottorissa on nelivaiheinen turbiini, jonka avulla ilmapolttoaineen kaasumainen energia muunnetaan mekaaniseksi energiaksi kompressorin liikuttamiseksi alennusvaihteen tai potkurin avulla. Turbiinissa on toiminto, jossa kaasumainen energia muuttuu mekaaniseksi energiaksi laajentamalla kuumat ja korkeapaineiset kaasut alempaan lämpötilaan ja paineeseen.
6. Pakokaasu
Kun kaasu kulkee turbiinin läpi, se poistuu pakokaasun kautta. Pääosin kaasumainen energia muuttuu mekaaniseksi energiaksi turbiinin avulla, pakokaasuun jää riittävästi tehoa. Tätä jäljellä olevaa kaasua kiihdytetään pakokaasukanavan kautta, jotta siitä tulee hyödyllisempää lentokoneen ajettaessa.
Kaasuturbiinin toimintaperiaate
Kaasuturbiinin perusperiaate on identtinen kaikkien moottoreiden kanssa, joita käytetään energian talteenottoon kemiallisesta polttoaineesta. Yleisimmin tunnetut 4 vaihetta mille tahansa polttomoottorille ovat seuraavat:
1.Ilmanotto.
2.Air puristus.
3. Poltto, jossa polttoaine ruiskutetaan ja muutetaan varastoituksi energiaksi.
4.Laajentuminen ja sukupuuttoon kuoleminen, jossa muunnettu energia otetaan käyttöön.
Mäntämoottorissa, kuten autoissa tai lentokoneen moottorina käytettävien moottoreiden tapauksessa, mukana tulevat vaiheet ovat imu, puristus, poltto ja pakokaasu sylinterinkannessa, mutta eri aikoina männän liikkuessa jatkuvasti ylös ja alas.
Turbiinimoottorin tapauksessa, samat neljä vaihetta tapahtuvat myös samaan aikaan, mutta eri paikoissa. Tästä perustavanlaatuisesta erosta johtuen turbiinissa on useita moottoriosia, jotka tunnetaan nimellä:
1.Imuaukko
2. Kompressoriosa
3. Polttoosa
4.Turbiini ja pakoputki.
Moottorin turbiiniosa vastaa käyttökelpoisen akselitehon tuottamisesta ulostulona, jota käytetään potkurin käyttämiseen. Muutoin se on varustettava teholla kompressorin ja moottorin lisävarusteiden käyttämiseen. Tämä tapahtuu altistamalla korkean lämpötilan, paineen ja nopeuden kaasulle, joka muunnetaan kaasumaisesta energiasta mekaaniseksi energiaksi akselivoiman muodossa.
Kaasuturbiinin komponentit ja periaate
Syötettävän ilman massan on oltava erittäin suuri, mikä on tarkoitus syöttää turbiiniin tarvittavan tehon tuottamiseksi. Syötettävä ilma tapahtuu kompressorin avulla, joka imee ilman ja vie sen moottoriin, jossa se puristetaan korkeapaineisen ilman tuottamiseksi turbiiniin. Kompressorin tehtävänä on muuttaa turbiinista tuleva mekaaninen energia kaasumaiseksi paineen tai lämpötilan muodossa.
Jos kyseessä on kompressori ja turbiiniJos kompressori olisi 100 prosenttia tehokas, kompressori olisi toimittanut kaiken turbiinin tarvitseman ilman ja samalla turbiini olisi toimittanut tarvittavan tehon, joka tarvitaan kompressorin käyttämiseen. Tässä tapauksessa vain ikuinen liikennekone olisi olemassa kitkahäviöinä, ja mekaanisen järjestelmän tehottomuudet eivät salli ikuisen liikenteen koneen toimintaa.
Tämän lisäksi tarvittaisiin myös muuta lisäenergiaa kuin ilmaa aiheutuvien tappioiden kattamiseksi. Tarvittava teho tulee moottorista, joka on juuri kompressorin takana; näin ollen ilmaan tulisi lisätä enemmän energiaa ylimääräisen tehon tuottamiseksi. Polttoaineen kemiallinen energia poltetaan ja muuttuu kaasumaiseksi energiaksi korkean lämpötilan ja suuren nopeuden muodossa, kun ilman täytyy kulkea itse polttokammion läpi. Kaasumainen energia muunnetaan jälleen turbiinin mekaaniseksi energiaksi, joka antaa voiman käyttää kompressoria ja akselia.
