Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Energi

Sådan fungerer gasturbinemotorer

Gasturbinemotorer er en type forbrændingsmotor, der omdanner brændstofs kemiske energi til mekanisk energi. De bruges i en lang række applikationer, herunder fly, kraftværker og skibe.

Det grundlæggende princip for drift af en gasturbinemotor er som følger:

1. Luft suges ind i motoren gennem et indtag.

2. Luften komprimeres af en kompressor.

3. Brændstof sprøjtes ind i trykluften og forbrændes.

4. De varme gasser fra forbrændingskammeret udvider sig gennem en turbine, som omdanner deres energi til mekanisk arbejde.

5. Udstødningsgasserne udstødes fra motoren gennem en dyse.

Kompressoren, turbinen og forbrændingskammeret er alle monteret på en roterende aksel. Når de varme gasser udvider sig gennem turbinen, får de akslen til at rotere. Akslen er forbundet med en gearkasse, som reducerer omdrejningshastigheden og øger drejningsmomentet. Gearkassen kobles så til lasten, som kan være alt fra en generator til en propel.

Gasturbinemotorer er meget effektive og kraftfulde. De kan producere meget tryk eller kraft for deres størrelse og vægt. De er også relativt rentbrændende og producerer færre emissioner end andre typer motorer.

Gasturbinemotorer kan dog også være støjende og dyre at bygge og vedligeholde. De kræver også meget brændstof for at fungere.

På trods af disse ulemper er gasturbinemotorer et populært valg til mange applikationer på grund af deres effektivitet, kraft og renhed.

Her er en mere detaljeret forklaring af hvert af de fem trin i driften af ​​en gasturbinemotor:

1. Luft suges ind i motoren gennem et indtag. Indløbet er normalt placeret foran på motoren og er designet til at lede luft ind i kompressoren.

2. Luften komprimeres af en kompressor. Kompressoren er en række roterende blade, der øger trykket i luften. Dette øger luftens tæthed og gør den mere brændbar.

3. Brændstof sprøjtes ind i trykluften og forbrændes. Brændstoffet er normalt en væske eller en gas og sprøjtes ind i den komprimerede luft gennem en dyse. Brændstoffet og luften blandes derefter sammen og brændes i forbrændingskammeret.

4. De varme gasser fra forbrændingskammeret udvider sig gennem en turbine, som omdanner deres energi til mekanisk arbejde. Turbinen er en række roterende vinger, der drejes af de varme gasser. Denne rotation af turbinen får akslen til at rotere.

5. Udstødningsgasserne udstødes fra motoren gennem en dyse. Dysen er placeret bag på motoren og er designet til at lede udstødningsgasserne væk fra motoren.

Udstødningsgasserne fra en gasturbinemotor er stadig meget varme, så de kan bruges til at generere yderligere strøm. Dette gøres ved at lede udstødningsgasserne gennem en varmeveksler, som overfører varme fra udstødningsgasserne til en arbejdsvæske. Arbejdsvæsken bruges derefter til at drive en turbine, som genererer yderligere strøm.