Kas yra dujų turbina?

Dujų turbina yra rotacinis degimo variklis, kuris paverčia potencialią dujų energiją ir judančio oro kinetinę energiją į didžiulį energijos kiekį, kuris paverčia išėjimo veleną ir atlieka tikrąjį darbą. Yra daugybė turbininių variklių tipų, kai kurie iš jų yra labai pažįstami daugumai žmonių, o kai kurie iš jų gali nustebinti. Pavyzdžiui, vėjo malūnas yra klasikinė, labai paprasta turbina, o garo varikliai taip pat yra turbininiai varikliai. Kita vertus, pagrindinis JAV armijos kovinis tankas M1A1 Abrams taip pat varomas dujų turbinos varikliu.

Galbūt daugumai žmonių pažįstamas dujų turbininis variklis yra reaktyvinis variklis – dujų turbininis reaktyvinis variklis. Šis masyvus variklis iliustruoja vieną iš didžiausių dujų turbinos variklio pranašumų – jo galios ir svorio santykis yra daug pranašesnis už kito pagrindinio galimo variklio tipo: stūmoklio variklį, pvz., dyzelinį variklį, kuris panaudoja stūmoklio energiją. keli stūmokliai. Kita vertus, dujų turbininius variklius pagaminti ir eksploatuoti yra daug brangiau nei panašaus dydžio stūmoklinius variklius, todėl jų naudojimas yra brangus, nes naudojamas vidutinio vartotojo reikmėms, pvz., automobiliuose.

Dujų turbininį variklį sudaro trys pagrindiniai komponentai, visi pastatyti aplink centrinį veleną: kompresorius, degimo zona ir pati turbina, kurios visos yra uždarytos taip, kad galėtų padidinti slėgį. Oras į kompresorių įtraukiamas ventiliatoriaus mentėmis ant veleno ir, esant slėgiui, patenka į degimo zoną. Kuras – dažniausiai žibalas, propanas ar gamtinės dujos – esant slėgiui įpurškiamas į degimo kamerą ir uždegamas, ženkliai padidinant temperatūrą, o tai savo ruožtu padidina slėgį degimo kameroje. Šios suslėgtos dujos grąžinamos atgal per kelis turbinos veleno pelekus, todėl jos sukasi ir perduoda galią bako ratams arba sraigtasparnio rotoriams. Kai jos praeina per turbinos pelekus, panaudotos dujos yra išeikvojamos, nors kai kurie dujų turbinų varikliai turi galimybę surinkti ir pakartotinai panaudoti dalį išmetamųjų dujų šilumos energijos.

Orlaivio dujų turbininis variklis veikia šiek tiek kitaip. Nors konstrukcija iš esmės išlieka identiška, turbinos velenas egzistuoja tik pačiame variklyje, nes nėra jokios išorinės paskirties vietos, į kurią būtų galima perduoti turbinos generuojamą galią. Vietoj to, pagrindinis turbinos veleno darbas yra sukti kompresoriaus ventiliatorių. Variklio darbą atlieka suslėgtų, įkaitintų dujų, išeinančių iš variklio galo, jėga, suteikdama trauką, kuri verčia variklio korpusą į priekį kartu su orlaiviu, prie kurio jis pritvirtintas.