توربین های گازی (Gas turbines)

تعداد فروش :

توربین گازی Gas Turbine یک ماشین دوار است که بر اساس انرژی گازهای ناشی از احتراق کار می‌کند. هر توربین گاز شامل یک کمپرسور برای فشرده کردن هوا، یک محفظه احتراق برای مخلوط کردن هوا با سوخت و محترق‌ کردن آن و یک توربین برای تبدیل کردن انرژی گازهای داغ و فشرده به انرژی مکانیکی است. بخشی از انرژی مکانیکی تولید شده در توربین، صرف چرخاندن کمپرسور خود توربین شده و باقی انرژی، بسته به کاربرد توربین گاز، ممکن است ژنراتور برق را بچرخاند (توربو ژنراتور)، به هوا سرعت دهد (توربوجت و توربوفن) و یا مستقیماً (یا بعد از تغییر سرعت چرخش توسط جعبه دنده) به همان صورت مصرف شود (توربوشفت، توربوپراپ و توربوفن). مبنای کار توربین‌های گاز از نظر ترمودینامیکی، بر اساس چرخهٔ برایتون است که در آن، هوا به صورت بی‌دررو فشرده شده، احتراق در فشار ثابت رخ داده و انبساط هوای فشرده و داغ در توربین، به صورت بی‌دررو رخ می‌دهد و هوا به فشار اولیه می‌رسد. در عمل، اصطکاک و توربولانس باعث می‌شوند که:

فشرده‌سازی هوا در کمپرسور به صورت بی‌دررو نباشد. این موجب می‌شود که برای دست‌یافتن به یک نسبت فشار معین، دمای خروجی کمپرسور بیشتر از حالت ایده‌ال باشد.
انبساط هوا در توربین به صورت بی‌دررو نباشد. این موجب می‌شود که با ثابت بودن مقدار کاهش دما در توربین، کاهش فشار ناشی از آن افزایش یافته و انبساط کمتری برای تولید کار در توربین فراهم باشد. افت فشار در ورودی هوا، محفظهٔ احتراق و اگزوز وجود داشته باشد.

این موضوع باعث می‌شود که نسبت فشار موجود برای تولید کار کاهش یابد. افت فشار در ورودی هوا باعث کاهش فشار در ورودی کمپرسور و در نتیجه کاهش فشار ورودی محفظهٔ احتراق و توربین می‌شود. افت فشار در محفظه و اگزوز، به ترتیب به کاهش فشار ورودی به توربین و افزایش فشار خروجی توربین می‌انجامند که همهٔ این عوامل، باعث کاهش نسبت فشار موجود در توربین برای تولید کار می‌شوند. با افزایش دمای هوای ورودی به توربین، راندمان توربین‌های گاز افزایش می‌یابد. بنابراین، بهتر است که این دما هر چه بیشتر انتخاب شود. اما در این مورد از نظر تحمل مواد تشکیل‌دهندهٔ محفظهٔ احتراق و پره‌های توربین، محدودیت وجود دارد. بنابراین، در این قسمت‌ها که به آنها بخش‌های داغ Hot Sections گفته می‌شود، از مواد مقاوم به دماهای زیاد مانند سوپر آلیاژها استفاده می‌شود. همچنین این قسمت‌ها با استفاده از تکنولوژی‌های پیچیده‌ای، خنک‌کاری می‌شوند.

مزایای توربین‌های گازی به شرح زیر است:

نسبت توان به وزن بسیار زیاد: توربین‌های گاز نسبت به موتورهای رفت و برگشتی با توان یکسان، کوچک‌ترند.
ارتعاش کمتر: به دلیل حرکت در یک جهت ارتعاش توربین‌های گاز از موتورهای رفت و برگشتی کمتر است.
بخش‌های متحرک کمتر از موتورهای رفت و برگشتی
هزینهٔ روغن کاری کمتر

همچنین از معایب توربین‌های گازی می توان به موارد زیر اشاره کرد:

گران‌بودن
دمای کاری زیاد
راندمان کمتر نسبت به موتورهای رفت و برگشتی در حالت بی‌باری
کارکرد نامناسب در شرایط نوسان بار

کتاب مرجع توربین های گازی (Gas Turbine Handbook)، نه تنها به عنوان یک مرجع جامع شناخته شده است بلکه پرفروش ترین کتاب در این زمینه نیز می باشد، که در آن اطلاعات اساسی در مورد طرز کار و استفاده مناسب از انواع توربین های گازی به شما داده می شود. در این کتاب در مورد سخت افزار، پارامترهای عملیاتی، کنترل، ورودی و خروجی ها، بازرسی، عیب یابی، کنترل سر و صدا، سیستم های خنک کننده و… بحث می شود. آخرین نسخه این کتاب که در دست شماست شامل فصل های جدید در Microturbines و مطالعات موردی در این خصوص است. این کتاب مشتمل بر 453 صفحه، در 18 فصل، به زبان انگلیسی، همراه با تصاویر به ترتیب زیر گردآوری شده است: