Nguyên lý làm việc của Tuabin khí  và phân loại

Nguyên lý làm việc của Tuabin khí  và các loại

Tuabin khí, theo thuật ngữ giáo dân, là một loại động cơ đốt trong chuyển đổi năng lượng hóa học thành năng lượng cơ học. Các yếu tố chính của một tuabin khí điển hình là: 1. Máy nén khí 2. Bộ đốt 3. Tuabin. Máy nén, bộ đốt và tuabin được gọi là lõi của động cơ. Chúng thường được gắn kết như một đơn vị không thể thiếu và hoạt động như một động lực chính hoàn chỉnh trên cái gọi là chu trình mở, nơi không khí được hút vào từ khí quyển và các sản phẩm đốt cháy cuối cùng được thải trở lại khí quyển.

Nguyên lý làm việc của Tuabin khí

Khi nó được nén, nhiệt độ của không khí tăng lên và áp suất cũng tăng lên. Tiếp theo, nhiên liệu được bơm vào tuabin. Ở đây nó trộn với khí nén và bắt đầu cháy. Đây là năng lượng hóa học. Tỷ lệ không khí / khí phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau như giá trị gia nhiệt cụ thể của khí, độ ẩm và chất lượng không khí. Khí nóng được tạo ra từ hỗn hợp bắt lửa tiếp xúc với các cánh tuabin, khiến nó quay ở tốc độ rất cao (khoảng 3200 vòng / phút). Do đó, năng lượng hóa học đã được chuyển đổi thành năng lượng cơ học. Đây thường là những gì xảy ra trong một động cơ phản lực.

Tua bin khí cũng được sử dụng rộng rãi để phát điện. Chúng là một phần không thể thiếu của nhà máy điện chu trình hỗn hợp, trong đó, năng lượng hóa học được chuyển đổi thành năng lượng cơ học và năng lượng cơ học này sau đó được chuyển đổi thành năng lượng điện. Như đã giải thích trước đây, khí áp suất nóng buộc các cánh quạt quay ở tốc độ cao. Điều này làm cho trục truyền động quay. Năng lượng quay này sau đó được truyền đến trục của máy phát điện (máy điện) thông qua hộp số.

Máy phát điện có một nam châm lớn được bao quanh bởi các cuộn dây đồng. Khi nam châm đó bắt đầu quay với tốc độ lớn, một từ trường mạnh được tạo ra, từ đó gây ra sự chuyển động của các electron và do đó điện được tạo ra. Năng lượng dư thừa được tạo ra trong tuabin có thể được sử dụng để sản xuất hơi nước, do đó có thể được sử dụng để chạy tuabin hơi. Do đó, việc sử dụng cả tuabin hơi và tuabin khí cùng nhau sẽ giúp tạo ra nhiều năng lượng hiệu quả hơn.

Các loại tuabin khí

• Động cơ phản lực
• Động cơ phản lực cánh quạt
• Động cơ phản lực cánh quạt
• Động cơ phản lực đốt sau

Động cơ phản lực:

Động cơ phản lực là đơn giản nhất trong tất cả các động cơ tuabin. Một động cơ phản lực lần đầu tiên được phát triển ở Đức và Anh trước Thế chiến II. Những động cơ này có phạm vi hoạt động và độ bền hạn chế và cũng có mức tiêu thụ nhiên liệu cao. Trong loại động cơ này, không khí được truyền với tốc độ cao vào buồng đốt nơi đặt đầu vào nhiên liệu và bộ đánh lửa. Tuabin, được điều khiển bởi không khí giãn nở, gây ra lực đẩy từ khí thải tăng tốc.

Động cơ phản lực cánh quạt:

Các tuabin cánh quạt là động cơ được sử dụng phổ biến nhất trong các máy bay nhỏ, máy bay chở hàng và các mục đích nông nghiệp, một phần vì hiệu quả nhiên liệu vượt trội của chúng. Chúng cũng có hiệu suất cánh quạt tối ưu ở tốc độ vòng tua thấp hơn vì những động cơ này dẫn động cánh quạt của chúng thông qua một bánh răng giảm tốc.

Động cơ phản lực cánh quạt:

Turbofan kết hợp các tính năng tốt nhất của cả động cơ phản lực và động cơ phản lực cánh quạt. Trong động cơ này, một luồng không khí thứ cấp được chuyển hướng xung quanh buồng đốt, do đó cung cấp thêm lực đẩy. Chúng nặng hơn động cơ phản lực và cũng khá kém hiệu quả ở độ cao lớn hơn. Hầu hết các hãng hàng không hoạt động ngày nay sử dụng động cơ phản lực cánh quạt.

Động cơ phản lực đốt sau

Như tên cho thấy, một bộ đốt sau được đặt trong động cơ phản lực bình thường để sử dụng một phần năng lượng từ dòng khí thải để quay tuabin, do đó tạo ra lực đẩy phụ gia.

Theo: Gas Turbine Working and Types – Chemical Engineering World