Gas melewati turbin gas ideal menjalani tiga termodinamika proses. Ini adalah isentropik kompresi, isobarik (tekanan konstan) pembakaran dan ekspansi isentropik. Bersama-sama, ini membentuk siklus Brayton .
Dalam turbin gas praktis, gas yang pertama dipercepat baik dalam sentrifugal atau aksial kompresor . Gas-gas ini kemudian melambat dengan menggunakan nosel divergen dikenal sebagaidiffuser , ini proses meningkatkan tekanan dan suhu aliran. Dalam sistem yang ideal, ini isentropik. Namun, dalam praktiknya, energi hilang karena panas, akibat gesekan dan turbulensi. Gas kemudian lulus dari diffuser ke ruang pembakaran , atau perangkat sejenis, dimana panas ditambahkan. Dalam sistem yang ideal, hal ini terjadi pada tekanan konstan (selain panas isobarik).Karena tidak ada perubahan tekanan volume spesifik dari kenaikan gas. Dalam situasi praktis proses ini biasanya disertai dengan kehilangan sedikit tekanan, akibat gesekan. Akhirnya, ini volume yang lebih besar dari gas diperluas dan dipercepat oleh baling-baling panduan nosel sebelum energi diekstrak oleh turbin . Dalam sistem yang ideal, gas-gas ini diperluas isentropically dan meninggalkan turbin pada tekanan aslinya. Dalam prakteknya proses ini tidak isentropik sebagai energi sekali lagi kalah dari gesekan dan turbulensi.
Jika perangkat telah dirancang untuk daya poros seperti generator industri atau turboprop , tekanan akan keluar sebagai dekat dengan tekanan entri mungkin. Dalam prakteknya perlu bahwa beberapa tekanan tetap di outlet untuk sepenuhnya mengusir gas buang. Dalam kasus mesin jet hanya cukup tekanan dan energi yang diekstraksi dari aliran untuk menggerakkan kompresor dan komponen lainnya. Gas-gas tekanan tinggi dipercepat tersisa untuk memberikan sebuah jet yang dapat, misalnya, dapat digunakan untuk menggerakkan pesawat terbang.
Seperti semua siklik mesin panas , suhu pembakaran yang lebih tinggi dapat memungkinkan untuk lebih efisiensi . Namun, suhu dibatasi oleh kemampuan baja, nikel, keramik, atau materi lain yang membentuk mesin untuk menahan suhu tinggi dan tekanan. Untuk mengatasi hal ini turbin banyak fitur sistem blade pendinginan yang kompleks.
Sebagai aturan umum, semakin kecil mesin, semakin tinggi tingkat perputaran poros (s) harus menjaga kecepatan tip. Blade-tip kecepatan menentukan rasio tekanan maksimum yang bisa diperoleh oleh turbin dan kompresor. Hal ini, pada gilirannya, membatasi daya maksimum dan efisiensi yang dapat diperoleh oleh mesin. Agar kecepatan tip untuk tetap konstan, jika diameter rotor berkurang setengahnya, kecepatan rotasi harus dua kali lipat. Misalnya, besar mesin Jet beroperasi sekitar 10.000 rpm, sedangkan mikro turbin berputar secepat 500.000 rpm. [ 7 ]
Mekanis, turbin gas bisa menjadi jauh lebih kompleks daripada pembakaran internal mesin piston. Turbin sederhana mungkin memiliki satu bagian yang bergerak: poros / kompresor / turbin / alternatif rotor perakitan-(lihat gambar di atas), belum termasuk sistem bahan bakar. Namun, manufaktur presisi yang diperlukan untuk komponen dan paduan tahan suhu yang diperlukan untuk efisiensi yang tinggi sering membuat pembangunan turbin sederhana lebih rumit daripada mesin piston.
Lebih canggih turbin (seperti yang ditemukan di modern mesin jet ) dapat memiliki beberapa shaft (kelos), ratusan pisau turbin, pisau stator bergerak, dan sistem besar perpipaan yang kompleks, pembakar dan penukar panas.
Thrust bantalan dan bantalan jurnal merupakan bagian penting dari desain. Secara tradisional, mereka telah bantalan hidrodinamik minyak , atau minyak-didinginkan bantalan bola . Bantalan ini sedang dikalahkan oleh bantalan foil , yang telah berhasil digunakan dalam turbin mikro dan unit daya tambahan .
http://en.wikipedia.org/wiki/Gas_turbine#Theory_of_operation
Tidak ada komentar:
Posting Komentar