Gasturbinecomponenten en principe
Gasturbinecomponenten enPrincipeiple: –Een gasturbine is een type verbrandingsmotor waarvan de werkvloeistof de lucht zelf is. De motor wordt gebruikt om chemische energie uit brandstof te halen en wordt ook gebruikt om de chemische energie om te zetten in mechanische energie door gasvormige energie te gebruiken als werkvloeistof om de motor en de propeller aan te drijven, wat op zijn beurt het vliegtuig voortstuwt.
Componenten van gasturbines
1. Inlaat
De lucht moet onbelemmerd uit het kanaal kunnen stromen en het inlaatkanaal moet ook netjes en schoon blijven om de motor gezond te houden. Het wordt aangeraden om een schone en ongestoorde luchtstroom aan de inlaat te bieden die, wanneer deze aan de motor wordt geleverd, de efficiëntie verhoogt en de motor beschermt tegen erosie, corrosie of enige andere schade.
Er wordt ook voorgesteld om de stroomlijnkappen te installeren in het luchtinlaatkanaal van de motor en het inlaatkanaal om ervoor te zorgen dat de luchtstroomverliezen minimaal zijn met betrekking tot alle omstandigheden van de luchtstroom.
2. Compressor
De compressor is degene die verantwoordelijk is voor het voorzien van de turbine van de benodigde hoeveelheid lucht die nodig is om deze op een efficiënte manier te laten werken. Daarnaast is het vereist om de lucht aan te voeren met een zeer hoge statische druk. De algemeen bekende verhouding tussen de druk bij de achterste compressor en de druk bij de voorste compressor is 9:5.
3. Verspreider
De lucht gaat naar buiten via de leischoepen van de compressor, waar de componenten van de luchtstroom worden omgezet in een rechtlijnige stroom. Hierna komt de lucht het diffusorgedeelte binnen dat een divergerend kanaal is. De basisfunctie van een diffuser is aerodynamisch.
4. Verbrander
Zodra de lucht door de diffusor gaat, komt deze in het verbrandingsgedeelte dat bekend staat als verbrandingskamer. Het verbrandingsgedeelte heeft als taak de verbranding van brandstof en lucht te regelen. De warmte die vrijkomt moet zodanig zijn dat de lucht wordt uitgezet en versneld om onder alle bedrijfsomstandigheden een soepele en stabiele stroom te bieden voor een gelijkmatig verwarmd gas. Het is verplicht om de taak uit te voeren met een minimaal drukverlies en een maximale warmteafgifte.
5. Turbine
Een turbinemotor heeft een viertrapsturbine die wordt gebruikt om de gasvormige energie van de luchtbrandstof om te zetten in mechanische energie om de compressor te bewegen met behulp van een reductietandwiel of de propeller. De turbine heeft een functie waarbij de gasvormige energie wordt omgezet in mechanische energie door de hete en hogedrukgassen uit te zetten in lagere temperatuur en druk.
6. Uitlaat
Zodra het gas door de turbine gaat, wordt het via de uitlaat afgevoerd. Meestal wordt de gasvormige energie met behulp van een turbine omgezet in mechanische energie, er blijft voldoende vermogen over in het uitlaatgas. Dit resterende gas wordt versneld door het convergerende kanaal van de uitlaat om het bruikbaarder te maken terwijl het vliegtuig rijdt.
Gasturbine Werkingsprincipe
Het basisprincipe waarop de gasturbine werkt, is identiek aan alle motoren die worden gebruikt om energie uit de chemische brandstof te halen. De meest bekende 4 stappen voor elke verbrandingsmotor zijn als volgt:
1. Luchtinlaat.
2. Luchtcompressie.
3. Verbranding, waarbij de brandstof wordt geïnjecteerd en omgezet in de opgeslagen energie.
4. Uitbreiding en uitsterven, waarbij de geconverteerde energie wordt gebruikt.
In het geval van een zuigermotor zoals de motoren die in auto's of als vliegtuigmotor worden gebruikt, zijn de betrokken stappen de inlaat, compressie, verbranding en uitlaat in de cilinderkop, maar op verschillende tijdstippen terwijl de zuiger continu op en neer beweegt.
In het geval van een turbinemotor, dezelfde vier stappen vinden ook op hetzelfde moment maar op verschillende plaatsen plaats. Vanwege dit fundamentele verschil heeft de turbine verschillende motorsecties die bekend staan als:
1. Inlaatsectie
2. Compressorgedeelte
3. Verbrandingssectie
4.Turbine en uitlaatgedeelte.
Het turbinegedeelte van de motor is verantwoordelijk voor het produceren van het bruikbare asvermogen als output die wordt gebruikt om de propeller aan te drijven. Verder moet het worden voorzien van het vermogen om de compressor en de motoraccessoires aan te drijven. Dit wordt gedaan door de blootstelling aan het gas met hoge temperatuur, druk en snelheid dat wordt omgezet van de gasvormige energie in de mechanische energie in de vorm van een asvermogen.
Gasturbinecomponenten en principe
De massa van de toegevoerde lucht moet zeer hoog zijn, die verondersteld wordt aan de turbine te worden toegevoerd om het vereiste vermogen te produceren. De lucht die wordt toegevoerd, wordt gedaan met behulp van de compressor die de lucht onttrekt en naar de motor brengt, waar het wordt geperst om lucht onder hoge druk naar de turbine te voeren. De rol van de compressor is om mechanische energie van de turbine om te zetten in gasvormige energie in de vorm van druk of temperatuur.
In het geval van de compressor en de turbinewaren 100 procent efficiënt, dan zou de compressor alle lucht hebben geleverd die de turbine nodig heeft en tegelijkertijd zou de turbine het benodigde vermogen hebben geleverd om de compressor aan te drijven. In dit geval zou er alleen een perpetuum mobile bestaan omdat wrijvingsverliezen en de inefficiënties van het mechanische systeem een perpetuum mobile niet goed laten functioneren.
Afgezien daarvan zou er naast lucht ook wat extra energie nodig zijn om de veroorzaakte verliezen op te vangen. Het vereiste vermogen komt van de motor die zich net voorbij de compressor bevindt; er moet dus meer energie aan de lucht worden toegevoegd om het overtollige vermogen te produceren. De chemische energie van de brandstof wordt verbrand en omgezet in de gasvormige energie in de vorm van hoge temperatuur en hoge snelheid wanneer de lucht door de verbrander zelf moet gaan. De gasvormige energie wordt weer omgezet in de mechanische energie van de turbine die het vermogen levert om de compressor en de as aan te drijven.