Компоненти та принцип роботи газової турбіни
Компоненти газових турбін іПринцiple: –Газова турбіна — різновид двигуна внутрішнього згоряння, робочим тілом якого є саме повітря. Двигун використовується для отримання хімічної енергії з палива, а також для перетворення хімічної енергії в механічну шляхом використання енергії газу як робочого тіла для приводу двигуна та гвинта, що, у свою чергу, приводить у рух літак.
Компоненти газових турбін
1. Вхідний отвір
Повітря має безперешкодно надходити з каналу, а впускний канал також повинен залишатися акуратним і чистим, щоб підтримувати роботу двигуна. Рекомендується забезпечити чистий і безперешкодний повітряний потік на вході, який при подачі в двигун підвищує його ефективність і захищає двигун від ерозії, корозії або будь-яких пошкоджень.
Також пропонується встановлювати обтічники у впускному каналі двигуна та впускному каналі, щоб гарантувати мінімальні втрати повітряного потоку за всіх умов потоку повітря.
2. Компресор
Компресор відповідає за забезпечення турбіни необхідною кількістю повітря, яка необхідна для її ефективної роботи. На додаток до цього необхідно подавати повітря під дуже високим статичним тиском. Загальновідоме співвідношення тиску на задньому компресорі до тиску на передньому компресорі становить 9:5.
3. Дифузор
Повітря виходить через направляючі лопатки компресора, де компоненти повітряного потоку перетворюються в прямолінійний потік. Після цього повітря потрапляє в секцію дифузора, яка є розбіжним каналом. Основна функція дифузора - аеродинамічна.
4. Камера згоряння
Коли повітря проходить через дифузор, воно потрапляє в камеру згоряння, яка називається камерою згоряння. Секція згоряння має завдання, яке контролює спалювання палива та повітря. Тепло, яке виділяється, повинно бути таким, щоб повітря розширювалося та прискорювалося, щоб забезпечити плавний і стабільний потік рівномірно нагрітого газу за будь-яких умов експлуатації. Обов'язковим є виконання завдання з мінімальними втратами тиску і максимальним тепловиділенням.
5. Турбіна
Турбінний двигун має чотириступеневу турбіну, яка використовується для перетворення газоподібної енергії повітряного палива в механічну енергію для переміщення компресора за допомогою редуктора або гвинта. Турбіна має функцію, за якою газоподібна енергія перетворюється на механічну шляхом розширення гарячих газів і газів під високим тиском до нижчої температури та тиску.
6. Вихлоп
Коли газ проходить через турбіну, він виходить через вихлоп. Переважно газоподібна енергія перетворюється на механічну за допомогою турбіни, достатня кількість енергії залишається у вихлопних газах. Цей газ, що залишився, прискорюється через конвергентну трубу вихлопу, щоб зробити його більш корисним під час руху літака.
Принцип роботи газової турбіни
Основний принцип, за яким працює газова турбіна, ідентичний усім двигунам, які використовуються для отримання енергії з хімічного палива. Найвідоміші 4 кроки для будь-якого двигуна внутрішнього згоряння:
1. Забірник повітря.
2. Стиснення повітря.
3. Згоряння, коли паливо впорскується та перетворюється на накопичену енергію.
4. Розширення та вимирання, де перетворена енергія використовується.
У випадку поршневого двигуна, подібного до двигунів, що використовуються в автомобілях або як двигун літака, кроки, які беруть участь, це впуск, стиснення, згоряння та випуск у головці блоку циліндрів, але в різний час, коли поршень постійно рухається вгору та вниз.
У випадку турбінного двигуна, ті самі чотири кроки відбуваються одночасно, але в різних місцях. Через цю принципову відмінність турбіна має різні секції двигуна, які відомі як:
1. Впускна секція
2. Компресорна секція
3. Секція горіння
4. Турбіна і вихлопна секція.
Секція турбіни двигуна відповідає за виробництво корисної потужності на валу як вихід, який використовується для приводу гвинта. Крім цього, він повинен бути забезпечений потужністю для приводу компресора та аксесуарів двигуна. Це відбувається шляхом впливу високої температури, тиску, швидкості газу, який перетворюється з газоподібної енергії в механічну енергію у формі потужності вала.
Компоненти та принцип роботи газової турбіни
Маса повітря, що подається, має бути дуже великою, яку передбачається подавати до турбіни, щоб виробляти необхідну потужність. Повітря, яке подається, здійснюється за допомогою компресора, який витягує повітря та подає його в двигун, де воно стискається, щоб забезпечити турбіну повітрям під високим тиском. Роль компресора полягає в перетворенні механічної енергії від турбіни в енергію газу у вигляді тиску або температури.
У корпусі компресор і турбінабули б 100-відсотковими ефективними, тоді компресор постачав би все повітря, необхідне турбіні, і в той же час турбіна постачала б необхідну потужність, необхідну для приводу компресора. У цьому випадку існував би лише вічний двигун у вигляді втрат на тертя, а неефективність механічної системи не дозволяє вічному двигуну функціонувати належним чином.
Окрім цього, для компенсації спричинених втрат буде потрібна додаткова енергія, окрім повітря. Потрібна вихідна потужність від двигуна, який знаходиться відразу за компресором; таким чином, для отримання надлишкової потужності до повітря потрібно додати більше енергії. Хімічна енергія палива спалюється та перетворюється на газоподібну енергію у вигляді високої температури та високої швидкості, оскільки повітря має проходити через саму камеру згоряння. Газоподібна енергія знову перетворюється на механічну енергію турбіни, яка забезпечує потужність для приводу компресора та вала.
