توربین گازی چرخه باز و کارکرد آن چیست

توربین گازی

توربین گازی چرخه باز و کارکرد آن چیست
0

توربین گازی چرخه باز و کارکرد آن چیست

در این پست در سایت دانشکده ها یک نمونه مقاله در مورد توربین گازی چرخه باز و کارکرد آن چیست را قرار خواهیم داد . توربین گازی یک موتور سوزاننده داخلی مانند توربین گاز با چرخش کار می کند تا اینکه به حرکت پاسخ دهد. این نوع توربین شامل سه جز essential اساسی استمانند کمپرسور ، توربین قدرت و احتراق. در جز component اول ، هوا اشغال شده و همچنین سی بار از طریق فشار محیط فشرده می شود و به سمت بخش احتراق می رود هرجا سوخت با احتراق و سوزاندن استفاده می شود. این احتراق یا حلقوی است و یا حلقوی یا سیلو ، جایی که این دو با استفاده از فناوری توربین هواپیما کار می کنند تا در کاربردهای کوچک استفاده شوند. یک احتراق از نوع سیلو شامل اتاق های احتراق منفرد یا چندگانه است که در خارج از بدنه توربین گاز قرار گرفته اند. این احتراق ها در مقایسه با حلقه حلقوی در غیر این صورت به طور معمول بزرگتر هستند ، بنابراین در یک فرآیند در مقیاس بزرگتر قابل استفاده هستند. توربین گاز با گازی که برای چرخش توربین استفاده می شود کار می کند. معمولاً ، این برای توضیح موتور کامل با احتراق داخلی که شامل کمپرسور ، محفظه سوختن و توربین است نیز مورد استفاده قرار می گیرد. با چرخه باز .

توربین گازی

توربین گاز نوعی از توربین که با استفاده از گاز تحت فشار به آن چرخش به منظور تولید برق و یا ارائه انرژی جنبشی به یک هواپیما یا جت. فرآیند انجام این کار چرخه Brayton نام دارد . در تمام توربین های گازی مدرن ، گاز تحت فشار در اثر سوزاندن سوختی مانند گاز طبیعی ، نفت سفید ، پروپان یا سوخت جت ایجاد می شود. حرارت تولید شده توسط این سوخت گسترش می یابد هوا که از طریق توربین جریان برای تامین مفید انرژی .

توربین گاز چیست

توربین گاز موتور در قلب نیروگاه است که تولید جریان الکتریکی است.

توربین گاز یک موتور احتراقی است که می تواند گاز طبیعی یا سایر سوخت های مایع را به انرژی مکانیکی تبدیل کند. این انرژی سپس ژنراتوری را تولید می کند که انرژی الکتریکی تولید می کند. این انرژی الکتریکی است که در امتداد خطوط برق به خانه ها و مشاغل منتقل می شود.

واقعیت سریع: توربین گازی GE 7F.05 225 مگاوات معادل ۶۴۴۰۰۰ اسب بخار یا قدرت ۶۴۴ اتومبیل فرمول یک تولید می کند.

 

 

توربین گازی چرخه باز چیست؟

توربین گازی با چرخه باز را می توان یک کارخانه توربین احتراقی دانست که با استفاده از سوخت مایع برای چرخش یک ژنراتور شلیک می شود تا بتواند برق تولید کند. گرمای باقیمانده را می توان با دمای ۵۵۰ درجه سانتیگراد برای محیط فرسوده کرد. ژنراتورها و توربین برای کاهش سطح سر و صدا محصور شده اند و یک منطقه تقریبی مانند ۷۵m X 25m برای هر واحد را اشغال می کنند. ارتفاع پشته اگزوز می تواند ۳۰ متر تقریباً از طریق ساختار ورودی ۲۰ متر باشد.

توربین گازی نوع چرخه باز
توربین گازی نوع چرخه باز

اجزای اصلی مورد استفاده در توربین گازی چرخه باز شامل کمپرسور ، محفظه احتراق ، توربین ، کنترل و راه اندازی است. کمپرسور از هوای محیط استفاده کرده و آن را در طی چندین مرحله از کمپرسور کاهش می دهد. سوخت مایع را می توان به محفظه احتراق که در آن محفظه هوای فشرده وجود دارد ، تأمین کرد. پس از آن ، می توان مخلوط هوا و سوخت را مشتعل کرد و با سرعت زیاد گاز تشکیل داد.

می توان این گاز را با استفاده از پره های پره های توربین تأمین کرد و شافت را روشن کرد که در داخل ژنراتور به روتور متصل است. چرخش روتور را می توان درون یک استاتور انجام داد تا بتواند برق تولید کند. پس از آن ، هر جا که نیاز باشد می توان از طریق شبکه ولتاژ بالا این برق را تأمین کرد

طبقه بندی توربین گازی می تواند بر اساس سه رویداد اصلی مانند فرآیند احتراق ، مسیر ماده در حال کار و عملکرد گازهای احتراق در داخل توربین انجام شود.

اصل کار توربین گاز سیکل باز

نمودار توربین گاز چرخه باز در زیر نشان داده شده است. اصل کار OCGT زمانی است که هوای تازه در دمای محیط وارد کمپرسور شود در هر جایی که هم دما و هم دما تقویت می شود. هوا با نیروی زیاد را می توان به محفظه احتراق وارد کرد که در آن سوخت مایع با نیروی پایدار می تواند سوخت کند. گاز با درجه حرارت بالا هرجا به نیروی محیط افزایش یابد و تولید برق کند می تواند وارد توربین شود.

توربین گاز کار می کند
توربین گاز کار می کند

از ویژگیهای اصلی توربینهای گازی چرخه باز می توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • برای چرخه های ترکیبی قابل استفاده است
  • راندمان توربین گاز چرخه باز تا ۴۴٪ گرمایی بالایی دارد.
  • عمر طولانی و قابلیت اطمینان بالا است
  • برای تولید نیروی الکتریکی و همچنین در پیشرانه هواپیما استفاده می شود
  • زمان راه اندازی توربین در مقایسه با پیشرانه های بخار سریعاً مانند ۲ دقیقه سریع است زیرا چهار ساعت طول می کشد.
  • نسبت کار برگشت در مقایسه با درصد کمتری در نیروگاه های بخار تا ۵۰٪ بالا است.

مزایای

از مزایای توربین گازی چرخه باز می توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • این عملکرد توربین گازی به فشار جو بستگی ندارد ، بنابراین می توان از هر نوع نیرویی استفاده کرد تا بتوان خروجی خاص نیروگاه را بهبود بخشید. وقتی فشار به توربین وارد شد ، می توان از اندازه اجزای استفاده شده در این توربین کاسته شود.
  • گاز مورد استفاده در این توربین می تواند هر نوع باشد. به عنوان مثال ، هلیوم و ترکیب هلیوم و دی اکسید کربن می توانند کارایی بالایی داشته باشند ، بنابراین از آن در نیروگاه های هسته ای استفاده می شود.
  • سادگی ، وزن کمتر و هزینه
  • پره های توربین از طریق محصولات احتراق آلوده نمی شوند.
  • تنظیم توربین بسیار ساده است
  • تنش های گرمایی کم به دلیل دمای پایدار می توانند در بارهای مختلف وجود داشته باشند

معایب

از معایب توربین گازی چرخه باز می توان به موارد زیر اشاره کرد.

  • هرگاه نیروهای زیادی در ورودی کمپرسور وارد شوند ، مبدل با گرمای شدید لازم است.
  • نتایج انتقال حرارت ضعیف و کارایی احتراق ضعیف عمدتا به دلیل مبدل حرارتی مبتنی بر نوع غیر مستقیم است
  • در این نوع توربین ها ، اتاق احتراق کارآمدتر است و برای مقدار زیادی هوا قابل استفاده است.
  • اینها حساس هستند
  • بازده بار بخشی این توربین ضعیف است.

برنامه های کاربردی

برنامه های کاربردی توربین گاز باز چرخه شرح زیر است.

  • به طور کلی ، از توربین های گازی در هواپیمایی برای تأمین نیروی محرکه ، به ویژه برای پیشرانه جت استفاده می شود.
  • تولید برق
  • برخی فرآیندهای صنعتی
  • صنایع
  • پیشرانه دریایی ، خودرو و لوکوموتیو
  • در کاربرد درایو مکانیکی استفاده می شود

عمل توربین گازی

توربین های گازی از لحاظ نظری ساده هستند و همانطور که در شکل ۲ دیده می شود دارای سه قسمت اصلی هستند:

  1. کمپرسور – هوا را از خارج توربین گرفته و فشار آن را افزایش می دهد.
  2. Combustor – سوخت را می سوزاند و گازی با فشار بالا و سرعت بالا تولید می کند.
  3. توربین – انرژی حاصل از گاز حاصل از احتراق را استخراج می کند.
توربین گازی
شکل ۲٫ نمودار موتور توربین گاز.

کمپرسور

در شکل ۲ هوا از سمت چپ مکیده شده و به کمپرسور وارد می شود که از تعداد زیادی ردیف پره فن تشکیل شده است. در برخی توربین ها ، فشار هوا می تواند تا ۳۰ برابر افزایش یابد. 

احتراق

هوای فشار بالا به این منطقه می رود ، جایی که سوخت وارد می شود. سوخت به طور مداوم به این قسمت تزریق می شود تا انرژی از طریق توربین ثابت باشد.

توربین

توربین توسط یک شافت به پره های کمپرسور متصل می شود و آنها جداگانه می چرخند. کمپرسور به توربینی متصل می شود که به شافت خروجی متصل است و چون توربین جداگانه می چرخد ​​، به دلیل گاز داغی که از آن می گذرد می تواند تا سرعت فوق العاده ای داشته باشد. این شفت نهایی تولید عظیم مقدار اسب بخار ، با توربین هواپیما بزرگ تولید نزدیک به ۱۱۰۰۰۰ اسب بخار – دو برابر قدرت تولید شده توسط تایتانیک

بنابراین ، این همه چیز در مورد یک نمای کلی از توربین گازی چرخه باز ، اصل کار ، مزایا ، معایب و کاربردهاست. این نوعی موتور است که برای چرخاندن توربین با استفاده از گاز به عنوان سیال در حال کار استفاده می شود. معمولاً ، این برای توضیح موتور کل احتراق داخلی نیز استفاده می شود که شامل سه جز like مانند کمپرسور ، توربین و محفظه احتراق است. در اینجا یک سوال برای شما پیش آمده که انواع مختلف توربین های گازی موجود در بازار کدامند؟