Από τον Αέρα στη Δύναμη: Κατανόηση του Αεριού Τυμπάνου

Σχέση Λειτουργίας του Αεριού Τουρμπινή

Ο συμπιεστής, ο οποίος κινείται από την τουρμπινή, συνεχώς μπορεί να πάρει αέρα από την ατμόσφαιρα και να τον συμπιέσει, αυξάνοντας την πίεσή του. Ο συμπιεσμένος αέρας μπαίνει στο καύσωμα, όπου μεικτεί με το καύσιμο και καίγεται. Μετά την καύση, γίνεται υψηλόθερμο αέριο καύσης, το οποίο πηγαίνει στην τουρμπινή για να επεκταθεί και να κάνει δουλειά. Μετά την εργασία, η πίεση του αερίου καύσης φέρεται στην πίεση της ατμόσφαιρας και εκτοπίζεται στην ατμόσφαιρα.

Επομένως, τα τρία κύρια τμήματα ενός αερίου τουρμπινή είναι ο συμπιεστής, το καύσωμα και η τουρμπινή.

Ένας συμπιεστής με αξονική ροή έχει πολλά φύλλα, τα οποία έχουν μορφή παρόμοια με τα φύλλα ενός προπελλή, αλλά διαιρούνται σε "κινούμενα φύλλα" και "ακίνητα φύλλα". Τα κινούμενα φύλλα περιστρέφονται όπως ένα προπέλλι, ώστε να χτυπούν τον ρεύματα αέρα προς τα πίσω κατά την περιστροφή. Σε αυτήν τη στιγμή, η πίεση του ρεύματος αέρα αυξάνεται και η θερμοκρασία αυξάνει επίσης.

Η λειτουργία των σταθερών φολιών είναι να καθοδηγήσουν τον περιστρεφόμενο ρεύμα αέρα, που προκαλείται από την λειτουργία των κινούμενων φολιών, πίσω στην αξονική κατεύθυνση και να μπουν στο επόμενο σύνολο κινητών στροβίλων με τη σωστή γωνία. Συνήθως, ένα σύνολο κινούμενων φολιών και ένα σύνολο στατικών φολιών διατάσσονται εναλλακτικά, και ένα σύνολο κινούμενων φολιών και ένα σύνολο στατικών φολιών ονομάζεται στάδιο.

Επιπλέον, υπάρχει και η ακτινοειδής συμπιέστρικτη. Χρησιμοποιεί την αποκέντρια δύναμη που προκαλείται από την περιστροφή του ανεμοστρόβιλου για να υποχωρήσει το ρεύμα αέρα προς τα έξω, παράγοντας έτσι έναν πιεστικό αποτέλεσμα. Ένας μονοσταδιακός ακτινοειδής συμπιέστρικτης μπορεί να έχει τον συμπιέστρικτο λόγο πολλών σταδίων αξονικών συμπιεστρικών, που είναι μια καλή επιλογή για μικρότερους αεριοστρόβιλους.

Η καμερά καύσης μετατρέπει την χημική ενέργεια του καύσιμου σε θερμαντική ενέργεια, εξεθερμαίνοντας το υψηλότατο πίεσης αέρα που πιέζεται από τον συμπιέστη σε υψηλή θερμοκρασία, ώστε να μπορεί να διευρυνθεί στον τουρβινά για να κάνει εργασία. Το καύσιμο μπορεί να είναι υγρό καύσιμο (όπως βενζίνη) ή αεριώδες καύσιμο (όπως φυσικό αέριο).

Μπροστά στο κελύφος της καμεράς καύσης υπάρχει η εισαγωγή αέρα που οδηγεί στον συμπιέστη, και πίσω η έξοδος καυστού αερίου που οδηγεί στον τουρμπινά.

Η λειτουργία του τουρμπινά είναι να μετατρέπει την ενέργεια σε υψηλή θερμοκρασία και υψηλή πίεση του καυστού αερίου σε μηχανική ενέργεια.

Τωρά, τα περισσότερα αξονικά ροής τουρμπινά χρησιμοποιούνται, που χαρακτηρίζονται από υψηλή δύναμη, μεγάλο ρεύμα και υψηλή απόδοση. Το κεντριφύγο τουρμπινά είναι ένα τουρμπινά με ραδιαλή ροή, το οποίο χρησιμοποιείται κυρίως σε μερικά μικρής δύναμης αεριού τουρμπινά.

Μια αεροστρόβιλος είναι μηχάνημα εσωτερικής καύσης που χρησιμοποιεί συνεχώς ρέουσα αέριο ως εργασιακό υγρό για να οδηγήσει τον στροβίλιο να περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα, μετατρέποντας την ενέργεια του καύσιμου σε χρήσιμη δουλειά. Είναι ένας περιστρεφόμενος στροβίλιος θερμοκινητικής μηχανής.

Στην κύρια διαδικασία του αέρα και του αερίου σε ένα αεροστρόβιλο, υπάρχει μόνο κύκλος αεροστροβίλου αποτελούμενος από τρία βασικά συστατικά: συμπιεστή, καύσιμο χώρο, και αεροστρόβιλο, το οποίο ονομάζεται γενικά απλός κύκλος. Οι περισσότεροι αεροστρόβιλοι χρησιμοποιούν ένα σχήμα απλού κύκλου.

Ο συμπιεστής εισάγει αέρα από τον εξωτερικό ατμοσφαιρικό χώρο και τον συμπιέζει βήματα μέσω άξονα ροής συμπιεστή για να αυξηθεί η πίεση, ενώ η θερμοκρασία του αέρα αυξάνεται επίσης σύμφωνα. Ο συμπιεσμένος αέρας πιέζεται στο καύσειο και μείγνυται με το εισαχθέν φτωχό καύσιμο για να καυστεί και να παράγει υψηλόθερμο και υψηλής πίεσης αέρα. Στη συνέχεια, εισέρχεται στον τουρβίνα για να επεκταθεί και να εργαστεί, οδηγώντας τον τουρβίνα να περιστρέφει τον συμπιεστή και τον εξωτερικό φορτισμό του ρότερ, να περιστρέφεται με υψηλή ταχύτητα, πραγματοποιώντας την μερική μετατροπή της χημικής ενέργειας του φτωχού ή υγρού καύσιμου σε μηχανική εργασία και να εξάγει ηλεκτρική εργασία. Το αέριο που εκπεμπόταν από τον τουρβίνα εκπεμπόταν στην ατμόσφαιρα για φυσική απόδοση θερμότητας. Έτσι, ο αεριούς τουρβίνας μετατρέπει τη χημική ενέργεια του καύσιμου σε θερμική ενέργεια και μετά μετατρέπει μέρος της θερμικής ενέργειας σε μηχανική ενέργεια. Συνήθως σε έναν αεριού τουρβίνα, ο συμπιεστής κινείται από την επέκταση της εργασίας του τουρβίνα, οποία είναι ο φορτισμός του τουρβίνα. Σε έναν απλό κύκλο, περίπου 1/2 έως 2/3 της μηχανικής εργασίας που παράγεται από τον τουρβίνα χρησιμοποιείται για να κινήσει τον συμπιεστή και το υπόλοιπο 1/3 της μηχανικής εργασίας χρησιμοποιείται για να κινήσει τον γεννήτρια. Όταν ξεκινάει ο αεριούς τουρβίνας, απαιτείται πρώτα εξωτερική δύναμη. Γενικά, ο κινητήρας κινεί τον συμπιεστή μέχρι να γίνει η μηχανική εργασία που παράγεται από τον τουρβίνα μεγαλύτερη από την μηχανική εργασία που καταναλώνεται από τον συμπιεστή. Τότε, ο εξωτερικός κινητήρας απενεργοποιείται και ο αεριούς τουρβίνας μπορεί να λειτουργεί ανεξάρτητα.