Компоненты и принцип работы газовой турбины
Компоненты газовых турбин ипринципл: –Газовая турбина — это тип двигателя внутреннего сгорания, рабочим телом которого является сам воздух. Двигатель используется для извлечения химической энергии из топлива, а также для преобразования химической энергии в механическую за счет использования энергии газа в качестве рабочего тела для привода двигателя и воздушного винта, что, в свою очередь, приводит в движение самолет.
Компоненты газовой турбины
1. Вход
Воздух должен беспрепятственно поступать из воздуховода, а впускной воздуховод также должен оставаться аккуратным и чистым, чтобы поддерживать двигатель в рабочем состоянии. Предлагается обеспечить чистый и ненарушенный поток воздуха на входе, который при подаче в двигатель повышает его эффективность и защищает двигатель от эрозии, коррозии и других повреждений.
Также предлагается установить обтекатели внутри воздухозаборного канала двигателя и воздухозаборного канала, чтобы обеспечить минимальные потери воздушного потока при всех условиях воздушного потока.
2. Компрессор
Компрессор отвечает за подачу в турбину необходимого количества воздуха, необходимого для ее эффективной работы. В дополнение к этому требуется подавать воздух с очень высоким статическим давлением. Общеизвестное отношение давления на заднем компрессоре к давлению на переднем компрессоре составляет 9:5.
3. Диффузор
Воздух выходит через направляющие лопатки компрессора, где составляющие потока воздуха преобразуются в прямолинейный поток. После этого воздух поступает в секцию диффузора, представляющую собой расширяющийся канал. Основная функция диффузора аэродинамическая.
4. Камера сгорания
Когда воздух проходит через диффузор, он попадает в секцию сгорания, известную как камера сгорания. У секции сгорания есть задача, которая контролирует горение топлива и воздуха. Выделяемое тепло должно происходить таким образом, чтобы воздух расширялся и ускорялся, чтобы обеспечить плавный и стабильный поток равномерно нагретого газа при любых условиях работы. Обязательно выполнение задачи с минимальной потерей давления и максимальным тепловыделением.
5. Турбина
Газотурбинный двигатель имеет четырехступенчатую турбину, которая используется для преобразования газообразной энергии воздушного топлива в механическую энергию для перемещения компрессора с помощью редуктора или гребного винта. Турбина имеет функцию, при которой энергия газа преобразуется в механическую энергию путем расширения горячих газов и газов высокого давления до более низких температуры и давления.
6. Выхлоп
Когда газ проходит через турбину, он выбрасывается через выхлоп. В основном энергия газа преобразуется в механическую энергию с помощью турбины, достаточное количество энергии остается в выхлопных газах. Этот оставшийся газ ускоряется через сужающийся канал выхлопа, чтобы сделать его более полезным при движении самолета.
Принцип работы газовой турбины
Основной принцип работы газовой турбины идентичен всем двигателям, использующим для извлечения энергии из химического топлива. Наиболее известные 4 шага для любого двигателя внутреннего сгорания:
1. Воздухозаборник.
2. Сжатие воздуха.
3. Сгорание, при котором топливо впрыскивается и преобразуется в накопленную энергию.
4.Расширение и исчезновение, где используется преобразованная энергия.
В случае поршневого двигателя, такого как двигатели, используемые в автомобилях или в качестве двигателя самолета, задействованными этапами являются впуск, сжатие, сгорание и выпуск в головке цилиндра, но в разное время, когда поршень непрерывно движется вверх и вниз.
В случае газотурбинного двигателя, те же четыре шага происходят в одно и то же время, но в разных местах. Из-за этого принципиального различия турбина имеет различные секции двигателя, которые известны как:
1. Впускная секция
2. Секция компрессора
3. Секция сгорания
4. Турбина и выхлопная секция.
Секция турбины двигателя отвечает за выработку полезной мощности на валу в качестве выходной мощности, которая используется для привода гребного винта. Помимо этого, он должен быть обеспечен питанием для привода компрессора и вспомогательного оборудования двигателя. Это делается путем воздействия высокой температуры, давления, скорости газа, который преобразуется из газовой энергии в механическую энергию в виде мощности на валу.
Компоненты и принцип работы газовой турбины
Масса подаваемого воздуха должна быть очень большой, и предполагается, что она подается на турбину для получения требуемой мощности. Подача воздуха осуществляется с помощью компрессора, который извлекает воздух и подает его в двигатель, где он сжимается для подачи воздуха под высоким давлением на турбину. Роль компрессора заключается в преобразовании механической энергии турбины в энергию газа в форме давления или температуры.
Если компрессор и турбинабыли бы 100% КПД, тогда компрессор подавал бы весь воздух, необходимый для турбины, и в то же время турбина подавала бы необходимую мощность, необходимую для привода компрессора. В этом случае существовал бы только вечный двигатель, так как потери на трение, а неэффективность механической системы не позволяет вечному двигателю нормально функционировать.
Помимо этого, потребуется некоторая дополнительная энергия, кроме воздуха, для компенсации возникающих потерь. Требуемая выходная мощность исходит от двигателя, который находится сразу за компрессором; таким образом, в воздух необходимо добавить больше энергии для производства избыточной мощности. Химическая энергия топлива сгорает и преобразуется в энергию газа в виде высокой температуры и высокой скорости, поскольку воздух должен проходить через саму камеру сгорания. Энергия газа снова преобразуется в механическую энергию турбины, которая обеспечивает мощность для привода компрессора и вала.
