Inafasiriwa moja kwa moja kutoka kwa Wikipedia ya Kiingereza na Tafsiri ya Google

Vipande vya gesi

Mifano ya maandalizi ya turbine ya gesi: (1) turbojet , (2) turboprop , (3) turboshaft (umeme jenereta), (4) high-bypass turbofan , (5) chini-bypass afterburning turbofan

Turbine ya gesi , pia inayoitwa turbine ya mwako , ni aina ya injini ya mwako ndani . Ina compressor mzunguko wa mto pamoja na turbine ya chini, na chumba mwako au eneo, aitwaye combustor , kati.

Uendeshaji wa msingi wa turbine ya gesi ni sawa na ile ya nguvu ya mvuke isipokuwa kwamba maji ya kazi ni hewa badala ya maji. Upepo hewa ya hewa hupitia kupitia compressor ambayo huleta kwa shinikizo la juu. Nishati kisha huongezwa kwa kunyunyizia mafuta ndani ya hewa na kuiacha hivyo mwako huzalisha mtiririko wa joto. Gesi hii ya juu-gesi ya shinikizo huingia kwenye turbine, ambako huongezeka hadi shinikizo la kutolea nje, huzalisha pato la kazi ya shaft katika mchakato. Kazi ya shimoni ya turbine hutumiwa kuendesha compressor na vifaa vingine kama jenereta ya umeme ambayo inaweza kuunganishwa na shimoni. Nishati ambayo haitumiwi kwa kazi ya shimoni hutoka katika gesi za kutolea nje , hivyo hizi zimekuwa na joto la juu au kasi ya juu. Madhumuni ya turbine ya gesi huamua kubuni ili fomu ya nishati inayohitajika zaidi iwezekanavyo. Vipande vya gesi hutumiwa kuendesha ndege, treni, meli, jenereta za umeme, pampu, compressors ya gesi na mizinga. [1]

Yaliyomo

Historia

Mchoro wa turbine ya gesi ya John Barber, kutoka patent yake
  • 50: injini ya shujaa ( aeolipile ). Inavyoonekana, injini ya mvuke ya shujaa ilichukuliwa kuwa sio zaidi ya toy, na hivyo uwezo wake kamili haujafikia kwa karne nyingi.
  • 1000: "Taa ya Farasi ya Trotting" ( Kichina : 走马灯 ) ilitumiwa na Kichina kwenye maonyesho ya taa mapema kama nasaba ya Maneno ya Kaskazini . Wakati taa inapoainishwa, hewa yenye joto yenye joto inatoka na inatoa gari la baharini na takwimu za kuendesha farasi zilizounganishwa juu yake, ambazo vivuli vyake vinatekelezwa kwenye skrini ya nje ya taa. [2]
  • 1500: Jack Chimney ilitolewa na Leonardo da Vinci : Moto wa moto kutoka kwa moto unaongezeka kupitia rotor moja ya axial turbine rotor lililopatikana kwenye duct ya kutolea nje ya moto na kugeuka mate mate kwa uhusiano wa minyororo.
  • 1629: Jet ya mvuke ilizunguka mchanganyiko wa msukumo ambao kisha uliongoza kinu ya kufanya kazi kwa njia ya gear , iliyoendelezwa na Giovanni Branca .
  • 1678: Ferdinand Verbiest alijenga gari la mfano kutegemea ndege ya mvuke kwa nguvu.
  • 1791: Hati miliki ilitolewa kwa John Barber , Mingereza, kwa turbine ya kwanza ya gesi ya kweli. Uvumbuzi wake ulikuwa na mambo mengi yaliyopo sasa katika mitambo ya kisasa ya gesi. Turbine iliundwa kwa nguvu ya gari lisilo na maana . [3] [4]
  • 1861: halali ya Uingereza halali. 1633 alipewa Marc Antoine Francois Mennons kwa "injini ya Caloric". Patent inaonyesha kwamba ilikuwa turbine ya gesi na michoro zinaonyesha kuwa inatumiwa kwa locomotive. [5] Pia jina lake katika patent ilikuwa Nicolas de Telescheff (vinginevyo Nicholas A. Teleshov), mpainia wa anga wa Kirusi. [6]
  • 1872: injini ya turbine injini iliundwa na Franz Stolze , lakini injini haijawahi kukimbia chini ya nguvu zake.
  • 1894: Mheshimiwa Charles Parsons alihalazimisha wazo la kuendesha meli na turbine ya mvuke, na kujenga chombo cha maandamano, Turbinia , kwa urahisi kasi iliyokuwa ya haraka sana. Kanuni hii ya propulsion bado ni ya matumizi mengine.
  • 1895: Jenereta tatu za tani 4 za kW Parsons zimewekwa kwenye Kituo cha Power Cambridge , na kutumika kutumia umeme wa kwanza wa taa za umeme mitaani.
  • 1899: Charles Gordon Curtis alitoa hati miliki ya injini ya kwanza ya gesi nchini Marekani ("Vifaa vya kuzalisha umeme", Patent No. US635,919). [7] [8] [9]
  • 1900: Sanford Alexander Moss aliwasilisha thesis juu ya mitambo ya gesi. Mnamo mwaka wa 1903, Moss akawa mhandisi wa Idara ya Steam Turbine ya General Electric huko Lynn, Massachusetts . [10] Alipokuwa huko, alitumia baadhi ya dhana zake katika maendeleo ya turbosupercharger . Design yake kutumika gurudumu ndogo gurudumu, inayotokana na kutolea nje gesi, kurejea supercharger. [10]
  • 1903: Kinorwegia, Ægidius Elling , ilijenga turbine ya kwanza ya gesi iliyoweza kuzalisha nguvu zaidi kuliko inahitajika kuendesha vipengele vyake, ambayo ilikuwa kuchukuliwa kuwa mafanikio wakati ambapo ujuzi juu ya aerodynamics ilikuwa mdogo. Kutumia compressors za rotary na turbines zinazozalisha 11 hp. [11]
  • 1906: injini ya turbine ya Armengaud-Lemale nchini Ufaransa yenye chumba kilichochomwa na maji.
  • 1910: Kitambo cha mshtuko wa Holzwarth (mwako mwingi) kilifikia kilowatts 150.
  • 1913: Nikola Tesla marudio ya turbine ya Tesla kulingana na athari ya safu ya mipaka . [12]
  • 1920s Nadharia ya vitendo ya mtiririko wa gesi kwa njia ya vifungu ilianzishwa kuwa ya kawaida (na husika kwa turbines) nadharia ya gesi ya mtiririko wa hewa kwa AA Griffith na kusababisha kuchapishwa mwaka 1926 ya Theory Aerodynamic ya Turbine Design . Miundo ya maabara ya axial inayofaa kwa ajili ya kuendesha gari ilianzishwa na Uanzishwaji wa Aeronautical Royal ili kuthibitisha ufanisi wa kuchagiza aerodynamic ya vile mwaka 1929. [ citation inahitajika ]
  • 1930: Kwa kuwa hakuwa na riba kutoka kwa RAF kwa wazo lake, Frank Whittle alihalazimishwa [13] mpango wa turbine ya gesi ya centrifugal kwa propulsion ya jet . Ufanisi wa kwanza wa injini yake ulikuwa mnamo Aprili 1937. [ citation inahitajika ]
  • 1932: BBC Brown, Boveri & Cie wa Uswisi] huanza kuuza axial compressor na turbosets turbine kama sehemu ya turbocharged mvuke kuzalisha Velox boiler . Kufuatilia kanuni ya turbine ya gesi, zilizopo za uvukizi wa mvuke hupangwa ndani ya chumba cha mwako wa gesi ya turbine; mimea ya kwanza ya Velox ilijengwa huko Mondeville, Calvados, Ufaransa. [14]
  • 1934: Raúl Pateras de Pescara alihalazimisha injini ya bure ya pistoni kama jenereta ya gesi ya turbini za gesi. [ citation inahitajika ]
  • 1936: Hans von Ohain na Max Hahn nchini Ujerumani walikuwa wakiendeleza kubuni yao ya injini yenye hati miliki . [ citation inahitajika ]
  • 1936 Whittle na wengine wamesaidiwa na aina za uwekezaji Power Jets Ltd [ kinachohitajika ]
  • 1937 Injini ya kwanza ya Jets Power inaendesha, na inamvutia Henry Tizard kama vile anaokoa fedha za serikali kwa maendeleo yake zaidi. [15]
  • 1939: Kwanza ya umeme wa umeme wa umeme wa 4 MW kutoka BBC Brown, Boveri & Cie kwa kituo cha umeme cha dharura huko Neuchâtel, Uswisi. [16]
  • 1946 Uanzishwaji wa Gesi ya Taifa ya Gesi iliyoundwa kutoka kwa Power Jets na mgawanyiko wa turbine ya RAE huleta kazi ya Whittle na Hayne Constant [ kinachohitajika ] . Katika Beznau , Uswisi mara ya kwanza ya biashara ya reheated / recuperated kitengo kuzalisha 27 MW aliagizwa. [17]
  • 1963 Pratt na Whitney kuanzisha GG4 / FT4 ambayo ni ya kwanza turbine ya gesi ya kisasa ya kibiashara. [18] [19]
  • 2011 Mitsubishi Heavy Industries inachunguza kwanza> Kisasa cha 60% cha ufanisi wa gesi (M501J) huko Takasago, Hōgo, inafanya kazi. [20] [21]

Nadharia ya uendeshaji

Katika turbine nzuri ya gesi, gesi inakabiliwa na taratibu nne za thermodynamic : compression isentropic , isobaric (mara kwa mara shinikizo) mwako, upanuzi wa isentropic na kukataa joto. Pamoja, haya hufanya mzunguko wa Brayton .

Mzunguko wa Brayton

Katika turbine halisi ya gesi, nishati ya mitambo inabadilishwa kwa upungufu (kwa sababu ya msuguano wa ndani na turbulence) kwenye shinikizo na nishati ya joto wakati gesi imekandamizwa (ikiwa ni centrifugal au axial compressor ). Joto huongezwa kwenye chumba cha mwako na kiasi fulani cha ongezeko la gesi, ikifuatana na hasara kidogo katika shinikizo. Wakati wa kupanua kupitia vifungu vya stator na rotor katika turbine, mabadiliko ya nishati yasiyotumiwa tena hutokea. Air safi inachukuliwa, badala ya kukataa joto.

Ikiwa injini ina nguvu ya turbine iliyoongeza kuendesha jenereta ya viwanda au rotor ya helikopta, shinikizo la kuondoka litakuwa karibu na shinikizo la kuingilia iwezekanavyo na nguvu tu za kutosha kushinda kupoteza shinikizo katika kutolea nje na kutolea nje. Kwa injini ya turboprop kutakuwa na uwiano fulani kati ya nguvu ya propeller na kukimbia kwa ndege ambayo inatoa operesheni ya kiuchumi zaidi. Katika injini ya jet shinikizo la kutosha na nishati hutolewa kutoka mtiririko ili kuendesha compressor na vipengele vingine. Gesi zinazobakia high-shinikizo zinaharakisha kutoa jet ili kupitisha ndege.

Kiini cha injini, kiwango cha juu cha mzunguko wa shimoni (s) kinapaswa kuwa na kufikia kasi ya ncha ya blade required. Upeo wa nuru ya blade huamua kiwango cha juu cha shinikizo ambacho kinaweza kupatikana na turbine na compressor. Hii, kwa upande mwingine, hupunguza upeo wa nguvu na ufanisi ambao unaweza kupatikana kwa injini. Ili kasi ya ncha kubaki mara kwa mara, ikiwa kipenyo cha rotor kimepungua kwa nusu, kasi ya mzunguko lazima iwe mara mbili. Kwa mfano, injini kubwa za ndege hufanya kazi karibu na 10,000, wakati turbines ndogo zinazunguka kwa kasi kama 500,000 rpm. [22]

Mitambo, turbini za gesi zinaweza kuwa ngumu sana kuliko injini za mwako ndani ya pistoni. Vipande rahisi vinaweza kuwa na sehemu moja kuu ya kuhamia, mkusanyiko wa rotor / shimoni / turbine (angalia picha hapo juu), na sehemu nyingine zinazohamia kwenye mfumo wa mafuta. Hata hivyo, utengenezaji wa usahihi unahitajika kwa vipengele na alloys ya joto sugu muhimu kwa ufanisi juu mara nyingi hufanya ujenzi wa turbine rahisi gesi ngumu zaidi kuliko injini ya pistoni.

Vipande vya juu zaidi vya gesi (kama vile vilivyopatikana katika injini za kisasa za ndege au mitambo ya nguvu za mzunguko) zinaweza kuwa na shafts 2 au 3 (spools), mamia ya vyombo vya compressor na turbine, vile vile vya stator, na zilizopo nje za mafuta, mafuta na hewa mifumo. Ili kufikia utendaji mzuri katika mimea ya kisasa ya nguvu ya turbine gesi inahitaji kuwa tayari kutengeneza specifikationer za mafuta. Mifumo ya hali ya gesi ya mafuta hutumia gesi ya asili ili kufikia maagizo halisi ya mafuta kabla ya kuingia kwenye turbine kwa suala la shinikizo, joto, muundo wa gesi na index ya wobbe-kuhusiana.

Vipande vya fani na fani za gazeti ni sehemu muhimu ya kubuni. Wao ni hydrodynamic fani mafuta au mafuta-kilichopozwa fani rolling kipengele . Vipande vilivyotumiwa hutumiwa katika mashine ndogo ndogo kama vile mitambo ndogo [23] na pia zina uwezo mkubwa wa kutumia katika turbini ndogo za gesi / vitengo vya nguvu . [24]

Fungua

Changamoto kubwa ambayo inakabiliwa na kubuni ya mitambo ni kupunguza kutokea kwa sababu ya joto la juu. Kwa sababu ya matatizo ya operesheni, vifaa vya turbine vimeharibiwa kupitia njia hizi. Kama joto huongezeka kwa jitihada za kuboresha ufanisi wa turbine, huenda huwa muhimu zaidi. Ili kupunguza mipaka, mipako ya mafuta na superalloys yenye kuimarisha imara na uimarishaji wa mipaka ya nafaka hutumiwa katika miundo ya makali. Mipako ya kinga hutumiwa kupunguza uharibifu wa mafuta na kupunguza kioksidishaji . Vipu hivi mara nyingi hutengenezwa kwa keramik ya zirconium dioksidi . Kutumia mipako ya kinga ya kinga ya joto hupunguza uwezekano wa joto la superalloy ya nickel. Hii inapunguza utaratibu wa kutosha unaopatikana katika blade. Mizigo ya kuchuja kupungua kwa uharibifu wa ufanisi husababishwa na kujengwa kwa nje ya majani, ambayo ni muhimu hasa katika hali ya juu ya joto. [25] Nickel makao vile ni alloy na aluminium na titan ili kuboresha nguvu na kuongezeka upinzani. Microstructure ya alloys haya inajumuisha mikoa tofauti ya utungaji. Usambazaji wa sare ya awamu ya gamma-mkuu - mchanganyiko wa nickel, aluminium, na titan - huendeleza nguvu na hupinga upinzani wa blade kutokana na microstructure. [26] Vipengele vya kukataa kama vile rhenium na ruthenium vinaweza kuongezwa kwa alloy ili kuboresha nguvu. Kuongezea kwa vipengele hivi hupunguza ugawanyiko wa awamu ya gamma mkuu, hivyo kuhifadhi upinzani wa uchovu , nguvu, na kukataa upinzani. [27]

Aina

Jet injini

kawaida turbine turbojet turbojet, J85 , iliyowekwa kwa ajili ya kuonyesha. Mti wa kushoto kwenda kulia, compressor nyingi kwenye kituo cha kushoto, cha mwako wa mwako, turbine mbili ya hatua ya kulia

Mitambo ya ndege ya Airbreathing ni turbini za gesi zinazotengenezwa ili kuzalisha gesi za kutolea nje, au kutoka kwa mashabiki waliokimbia kushikamana na mitambo ya gesi. [28] Mitambo ya ndege ambayo huzalisha kutoka kwa msukumo wa moja kwa moja wa gesi kutolea mara nyingi huitwa turbojets , wakati wale ambao huzalisha na kuongeza ya shabiki aliyepigwa mara nyingi huitwa turbofans au (mara chache) fan-jets.

Vipande vya gesi pia hutumiwa katika makombora mengi ya maji yenye maji , mitambo ya gesi hutumiwa kuimarisha turbopump kuruhusu matumizi ya mizinga ya chini ya shinikizo, ambayo hupunguza uzito usio na mwamba wa roketi.

Mitambo ya Turboprop

Injini ya turboprop ni injini ya turbine inayoendesha propeller ya ndege kwa kutumia gear ya kupunguza. Mitambo ya turboprop hutumiwa kwenye ndege ndogo kama vile ndege ya jumla ya Cessna 208 Msafara na Embraer EMB 312 Mkufunzi wa kijeshi wa Tucano , ndege ya katikati ya ndege kama vile Bombardier Dash 8 na ndege kubwa kama usafiri wa Airbus A400M na umri wa miaka 60 Tupolev Tu-95 mkakati wa mshambuliaji.

Vipande vya gesi za aeroderivative

Mchoro wa blade ya juu ya shinikizo la filamu iliyopokanzwa

Aeroderivatives pia hutumiwa katika kizazi cha umeme kutokana na uwezo wao wa kufungwa na kushughulikia mabadiliko ya mzigo haraka zaidi kuliko mashine za viwanda. Pia hutumiwa katika sekta ya baharini ili kupunguza uzito. General Electric LM2500 , General Electric LM6000 , Rolls-Royce RB211 na Rolls-Royce Avon ni mifano ya kawaida ya mashine hii. [ citation inahitajika ]

Mitambo ya gesi ya amateur

Idadi kubwa ya turbini za gesi zinatumiwa au hata zimejengwa na amateurs.

Kwa fomu yake ya moja kwa moja, hizi ni mitambo ya kibiashara inayopatikana kupitia mauzo ya kijeshi au mauzo ya kinga, kisha hutumika kwa ajili ya kuonyesha kama sehemu ya hobby ya kukusanya injini. [29] [30] Katika fomu yake mbaya zaidi, amateurs wamejenga tena injini zaidi ya ukarabati wa kitaaluma na kisha hutumia kushindana kwa Record Speed ​​Land .

Aina rahisi ya turbine ya gesi yenye kujengwa inaajiri turbocharger ya magari kama sehemu ya msingi. Chumba cha mwako hutengenezwa na kupigwa kati ya sehemu za compressor na turbine. [31]

Turbojets zaidi ya kisasa pia hujengwa, ambapo kupigwa kwao na uzito wa kutosha hutosha nguvu kubwa ya ndege. [32] Schreckling kubuni [32] anajenga injini mzima kutoka malighafi, ikiwa ni pamoja na upotoshaji wa centrifugal compressor gurudumu kutoka plywood, epoxy na amefungwa carbon fiber kuachwa.

Makampuni kadhaa madogo sasa hutengeneza turbine ndogo na sehemu za amateur. Ndege ya aina nyingi ya turbojet sasa hutumia microturbines hizi za kibiashara na nusu za biashara, badala ya kujenga-nyumba kama ya Schreckling. [33]

Vipengele vya nguvu vya usaidizi

APU ni turbini ndogo za gesi zilizopangwa kutoa usambazaji wa nguvu kwa mashine kubwa, za simu, kama vile ndege . Wao hutoa:

  • hewa iliyopandamizwa kwa hali ya hewa na uingizaji hewa,
  • nguvu ya kuanza kwa hewa kwa injini kubwa za ndege ,
  • nguvu (shimoni) nguvu kwenye boti ya gear ili kuendesha vifaa vya shafted au kuanza injini za ndege kubwa, na
  • umeme, majimaji na vyanzo vingine vya uhamisho wa nguvu kwa vifaa vinavyotumia kijijini kutoka APU.

Mitambo ya gesi ya Viwanda kuzalisha umeme

GE H mfululizo wa nguvu ya gesi ya kuzalisha gesi: katika usanidi wa mzunguko wa pamoja , ufanisi wake wa juu wa mafuta ni 62.22%

Vipande vya gesi za viwanda vinatofautiana na miundo ya aeronautical kwa kuwa muafaka, fani, na blading ni ya ujenzi nzito. Wao pia ni karibu sana kuunganishwa na vifaa wao nguvu- mara nyingi jenereta umeme - na vifaa vya sekondari-nishati ambayo hutumiwa kurejesha nishati ya kukaa (kwa kiasi kikubwa joto).

Wao huwa katika ukubwa kutoka kwa mimea ya simu ya mkononi kwa mifumo mikubwa, ngumu yenye uzito zaidi ya tani mia iliyokaa katika majengo yaliyoundwa na madhumuni. Wakati turbine ya gesi hutumiwa tu kwa nguvu ya shimoni, ufanisi wake wa mafuta ni juu ya 30%. Hata hivyo, inaweza kuwa nafuu kununua umeme kuliko kuzalisha. Kwa hiyo, injini nyingi hutumiwa katika CHP (Mchanganyiko wa Heat na Nguvu) ambazo zinaweza kuwa ndogo kwa kutosha kuingiliana katika mkusanyiko wa vyenyeji.

Vipande vya gesi vinaweza kuwa na ufanisi hasa wakati joto la taka kutoka kwenye turbine linapatikana kwa jenereta ya mvuke ya kupona joto ili kuimarisha turbine ya mvuke ya kawaida katika usanidi wa mzunguko wa pamoja . [34] MW 605 Umeme Mkuu 9HA ulifikia kiwango cha ufanisi wa 62.22% na joto la juu ya 1,540 ° C (2,800 ° F). [35] Mitambo ya gesi ya aeroderivative pia inaweza kutumika katika mizunguko ya pamoja, inayoongoza kwa ufanisi zaidi, lakini haitakuwa kama vile kamba ya viwanda ya gesi iliyofanywa hasa. Wao pia inaweza kuendesha katika uzalishaji wa pamoja Configuration: kutolea nje ni kutumika kwa ajili ya nafasi au maji joto, au anatoa ngozi chiller kwa baridi inlet hewa na kuongeza pato nguvu, teknolojia inayojulikana kama Turbine Inlet Air Cooling .

Faida nyingine muhimu ni uwezo wao wa kugeuka na kufungwa ndani ya dakika, kutoa nguvu wakati wa kilele, au usiohitajika, mahitaji. Kwa kuwa mzunguko wa moja (turbine ya gesi peke yake) mimea ya nguvu haitoshi zaidi kuliko mimea ya mzunguko, hutumiwa kama mimea yenye nguvu , ambayo hufanya kazi mahali popote kutoka masaa kadhaa kwa siku kwa masaa kadhaa kwa mwaka-kulingana na mahitaji ya umeme na kuzalisha uwezo wa kanda. Katika maeneo yenye upungufu wa mzigo wa msingi na mzigo wa uwezo wa kupanda nguvu au kwa gharama ndogo za mafuta, upandaji wa umeme wa turbine wa gesi unaweza kufanya kazi kwa masaa mengi ya siku. Turbine kubwa ya mzunguko wa gesi moja huzalisha megawati 100 hadi 400 za umeme na ina ufanisi wa mafuta ya 35-40%. [36]

Mitambo ya gesi ya viwanda kwa ajili ya gari ya mitambo

Mitambo ya gesi ya viwanda ambayo hutumiwa tu kwa ajili ya gari ya mitambo au kutumika kwa kushirikiana na jenereta ya mvuke ya kupona hutofautiana na seti za kuzalisha nguvu kwa kuwa mara nyingi ni ndogo na hujenga muundo wa shimoni mbili kinyume na shimoni moja. Upeo wa nguvu hutofautiana kutoka megawatt 1 hadi megawati 50. [ citation inahitajika ] injini hizi zinaunganishwa moja kwa moja au kwa njia ya sanduku la gear kwa pumzi au mkutano wa compressor. Wengi wa mitambo hutumiwa ndani ya viwanda vya mafuta na gesi. Maombi ya kuendesha gari huongeza ufanisi kwa karibu 2%.

Jukwaa la mafuta na gesi zinahitaji injini hizi kuendesha compressors kuingiza gesi ndani ya visima ili kulazimisha mafuta hadi kwa njia nyingine, au kupunguza gesi kwa usafiri. Pia huwa hutumiwa kutoa nguvu kwa jukwaa. Majukwaa haya hawana haja ya kutumia injini kwa kushirikiana na mfumo wa CHP kutokana na kupata gesi kwa gharama iliyopunguzwa sana (mara nyingi hutolewa na gesi). Makampuni sawa hutumia seti za pampu kuendesha maji ya ardhi na mabomba katika vipindi mbalimbali.

Umezingatia uhifadhi wa nishati ya hewa

Maendeleo moja ya kisasa yanajenga kuboresha ufanisi kwa njia nyingine, kwa kutenganisha compressor na turbine na duka la hewa la kusisitiza. Katika turbine ya kawaida, hadi nusu nguvu zinazozalishwa hutumiwa kuendesha gari la compressor. Katika usanidi wa uhifadhi wa nishati ya hewa, nguvu, labda kutoka shamba la upepo au kununuliwa kwenye soko la wazi wakati wa mahitaji ya chini na bei ya chini, hutumiwa kuendesha gari la compressor, na hewa iliyoimarishwa iliyotolewa kufanya kazi ya turbine inapohitajika.

Mitambo ya Turboshaft

Mitambo ya turboshaft mara nyingi hutumiwa kuendesha treni za kukandamiza (kwa mfano katika vituo vya kusukumia gesi au mimea ya gesi ya liquefaction) na hutumika nguvu karibu na helikopta zote za kisasa. Shaba ya msingi huzaa compressor na kasi ya kasi ya turbine (mara nyingi hujulikana kama Jenereta Gesi ), wakati shimoni la pili linalenga turbine ya kasi ( nguvu ya turbine au turbine ya bure kwenye helikopta, hasa, kwa sababu turbine ya jenereta ya gesi huzunguka tofauti na turbine ya nguvu). Kwa kweli kutenganishwa kwa jenereta ya gesi, kwa kuunganisha maji (gesi ya moto yenye nguvu ya mwako), kutoka kwa turbine ya nguvu ni sawa na kuunganisha maji ya maambukizi ya magari . Mpangilio huu hutumiwa kuongezeka kwa kubadilika kwa nguvu za umeme na mifumo inayoweza kuaminika yenye uaminifu.

Gesi Radial turbines

Mwaka wa 1963, Jan Mowill alianzisha maendeleo huko Kongsberg Våpenfabrikk nchini Norway . Wafuasi mbalimbali wamefanya maendeleo mazuri katika uboreshaji wa utaratibu huu. Kutokana na upangiaji unaozuia joto kutoka kwenye fani fulani uimarishaji wa mashine huboreshwa wakati turbine ya radial inafanana vizuri katika mahitaji ya kasi. [ citation inahitajika ]

Scale injini ya ndege

Mitambo ya ndege ya kasi ni matoleo ya chini ya injini hii ya awali ya wadogo

Pia inajulikana kama turbini za gesi ndogo au micro-jets.

Pamoja na hili katika akili, waanzilishi wa Micro-Jets ya kisasa, Kurt Schreckling , alizalisha moja ya kwanza ya Micro-Turbines, FD3 / 67. [32] Injini hii inaweza kuzalisha hadi vifungo 22 vya kupigia, na inaweza kujengwa na watu wengi wenye akili na vifaa vya msingi vya uhandisi, kama vile chuma cha chuma . [32]

Microturbines

Pia inajulikana kama:

  • Vipengezaji vya Turbo
  • Turbogenerator

Microturbines wanaenea katika nguvu za kusambazwa na maombi ya joto na nguvu pamoja , na wanaahidi sana kwa kuimarisha magari ya umeme ya mseto . Wao hutoka kwa vitengo vya mikono vilivyozalisha chini ya kilowatt , kwa mifumo ya ukubwa wa biashara inayozalisha makumi au mamia ya kilowatts. Kanuni za msingi za microturbine zinategemea umeme mwako . [ maelezo zaidi inahitajika ]

Sehemu ya mafanikio yao yamedai kuwa ni kutokana na maendeleo ya umeme, ambayo inaruhusu operesheni zisizotarajiwa na kuingiliana na gridi ya nguvu ya kibiashara. Teknolojia ya kugeuka nguvu ya umeme inachukua haja ya jenereta kuingiliana na gridi ya nguvu. Hii inaruhusu jenereta kuunganishwa na shimoni ya turbine, na mara mbili kama motor starter.

Mifumo ya microturbine ina faida nyingi zinazodaiwa juu ya kuzalisha jenereta za injini , kama uwiano mkubwa wa nguvu-kwa-uzito , uzalishaji wa chini na wachache, au moja tu, kusonga sehemu. Faida ni kwamba microturbines inaweza kuundwa na fani ya foil na hewa-cooling kazi bila mafuta lubricating, coolants au vifaa vingine vya hatari. [37] Hata hivyo, injini za kuhamisha kwa ujumla bado ni nafuu wakati mambo yote yanazingatiwa. [ utafiti wa awali? ]

Microturbines pia hupata fursa zaidi ya kuwa na joto kubwa la kutosha linapatikana katika joto la juu la kutosha ili kuifanya iwe rahisi kuweka, wakati joto la kupungua kwa injini linalogawanyika linagawanyika kati ya kutolea nje na mfumo wa baridi. [38]

Hata hivyo, jenereta za injini za kuhamisha ni za haraka kukabiliana na mabadiliko katika mahitaji ya nguvu za pato na kwa kawaida huwa na ufanisi kidogo, ingawa ufanisi wa microturbines unaongezeka. Microturbines pia hupoteza ufanisi zaidi kwa viwango vya chini vya nguvu kuliko injini za kurudi.

Mitambo ya kuhamisha kawaida hutumia fomu rahisi za mafuta ( jarida ). Vipande vya gesi kamili za kawaida hutumia fani za mpira. Joto la 1000 ° C na kasi kubwa ya microturbines hufanya lubrication mafuta na fani mpira vigumu; wanahitaji fani za hewa au fani za magnetic . [39]

Ikiwa hutumiwa katika magari mengi ya umeme yaliyotokana na ufanisi wa ufanisi wa static hauna maana, kwa sababu turbine ya gesi inaweza kukimbia au karibu na nguvu za juu, kuendesha gari mbadala ili kuzalisha umeme ama kwa motors za gurudumu, au kwa betri, kama inafaa kwa kasi na betri hali. Betri hufanya kama "buffer" (hifadhi ya nishati) katika kutoa kiasi kinachohitajika cha nguvu kwenye motors za gurudumu, kutoa majibu ya majibu ya turbine ya gesi haina maana kabisa.

Kuna, hata hivyo, hakuna haja ya gearbox muhimu au ya kasi-kasi; kugeuza alternator kwa kasi ya kulinganisha inaruhusu alternator ndogo na nyepesi kuliko itakuwa vinginevyo kesi. Uwiano mkubwa wa nguvu na uzito wa turbine ya gesi na gearbox yake ya kasi ya kasi, inaruhusu mwendeshaji mwingi zaidi kuliko wale walio katika vile vile kama Toyota Prius (ambayo ilitumia injini ya petroli 1.8 lita) au Chevrolet Volt (ambayo hutumia injini ya petroli 1.4 lita). Hii pia inaruhusu uzito mkubwa wa betri kuletwa, ambayo inaruhusu kwa muda mrefu zaidi wa umeme tu. Vinginevyo, gari inaweza kutumia aina nzito za betri kama betri za asidi za risasi (ambayo ni rahisi kununua) au aina salama za betri kama Lithium-Iron-Phosphate .

Katika magari mengi ya umeme , kama ilivyopangwa [ wakati? ] na Land-Rover / Range-Rover kwa kushirikiana na Bladon, au kwa Jaguar pia kwa ushirikiano na Bladon, jibu la kupoteza maskini sana (muda wao mkubwa wa hali ya kuzunguka) haijalishi, [ kutafakari ] kwa sababu turbine ya gesi, ambayo inaweza kuwa inazunguka kwa rpm 100,000, sio moja kwa moja, imeunganishwa kwa magurudumu. Ilikuwa jibu hili la maskini la kupiga gorofa ambalo lilikuwa lililopanda gari la gari la gari la Rover la gesi la Rover la 1950, ambalo hakuwa na faida ya gari la kati la gari la umeme ili kutoa spikes nguvu za ghafla wakati inahitajika na dereva. [ maelezo zaidi inahitajika ]

Vipande vya gesi vinakubali mafuta mengi ya kibiashara, kama vile petroli , gesi asilia , propane , dizeli , na mafuta ya petroli pamoja na mafuta ya nishati mbadala kama vile E85 , biodiesel na biogas . Hata hivyo, wakati wa kukimbia kwenye mafuta ya petroli au dizeli, kuanzia wakati mwingine inahitaji msaada wa bidhaa tete zaidi kama vile propane gesi - ingawa teknolojia mpya ya kero inaweza kuruhusu hata microturbines hutolewa kwenye mafuta ya mafuta ili kuanza bila propane.

Miundo ya microturbine kawaida hujumuisha compressor radial hatua moja, hatua moja radial radial na recuperator . Wakubwaji ni vigumu kuunda na kutengeneza kwa sababu hufanya kazi chini ya tofauti za shinikizo na joto. Kutosha joto hutumiwa kwa kupokanzwa maji, nafasi inapokanzwa, mchakato wa kukausha au chillers ya ngozi , ambayo hufanya baridi kwa hali ya hewa kutoka nishati ya joto badala ya nishati ya umeme.

Ufanisi wa kawaida wa microturbine ni 25 hadi 35%. Wakati wa mfumo wa kutolea joto kwa nguvu na nguvu, ufanisi wa zaidi ya 80% [ citation inahitajika ] ni kawaida kufanikiwa.

MIT ilianza mradi wake wa injini ya turbine ya injini ya milimita katikati ya miaka ya 1990 wakati Profesa wa Aeronautics na Astronautics Alan H. Epstein waliona uwezekano wa kuunda turbine binafsi ambayo itaweza kukidhi mahitaji yote ya umeme ya kisasa, kama vile turbine kubwa inaweza kukidhi mahitaji ya umeme ya mji mdogo. [ citation inahitajika ]

Matatizo yamefanyika na uharibifu wa joto na fani za kasi katika microturbines hizi mpya. Aidha, ufanisi wao unaotarajiwa ni wa chini sana kwa 5-6%. Kwa mujibu wa Profesa Epstein, betri za kibiashara za Li-ion za recharge za sasa hutoa kuhusu 120-150 W · h / kg. Miti ya ukubwa wa milimeter ya MIT itatoa 500-700 W · h / kg kwa muda mfupi, na kupanda kwa 1200-1500 W ∙ h / kg kwa muda mrefu. [40]

Microturbine sawa iliyojengwa katika Ubelgiji ina kipenyo cha rotor cha mm 20 na inatarajiwa kuzalisha karibu 1000 W. [39]

Mwako wa nje

Vipande vya gesi nyingi ni injini za mwako ndani lakini pia inawezekana kutengeneza turbine ya gesi ya nje ambayo ni, kwa ufanisi, toleo la turbine ya injini ya hewa ya moto . Mifumo hiyo mara nyingi huonyeshwa kama EFGT (Turbine ya Gesi ya Fired) au IFGT (Turbine isiyohamishika ya Gesi ya Fired).

Mwako wa moto umetumiwa kwa kusudi la kutumia makaa ya mawe yaliyotengenezwa au bonde la udongo (kama vile utupaji) kama mafuta. Katika mfumo usio wa moja kwa moja, mchanganyiko wa joto hutumiwa na tu hewa safi na bidhaa zenye mwako husafiri kupitia turbine ya nguvu. Ufanisi wa mafuta ni chini katika aina ya moja kwa moja ya mwako nje; Hata hivyo, vile vile vile vile vinapigwa chini ya bidhaa za mwako na ubora wa chini (na hivyo ni nafuu) huweza kutumika.

Wakati mwako wa nje unatumiwa, inawezekana kutumia hewa ya kutolea nje kutoka kwenye turbine kama hewa ya msingi ya mwako. Hii kwa ufanisi inapunguza hasara za joto ulimwenguni, ingawa hasara ya joto inayohusishwa na kutolea nje mwako inabakia kuepukika.

Turbini za gesi zilizofungwa- msingi wa heliamu au superoksidi kaboni dioksidi pia zinashikilia ahadi ya kutumia na baadaye joto la jua na nguvu za nyuklia.

Katika magari ya uso

Maalum ya Matibabu ya Maziwa ya STA ya 1967 yaliyoonyeshwa kwenye makumbusho ya Indianapolis Motor Speedway Hall ya Fame, na turbine ya gesi ya Pratt & Whitney iliyoonyeshwa
1968 Howmet TX , gari pekee la mbio la mbio la kupiga mbio ili kushinda mbio

Mara nyingi mitambo ya gesi hutumiwa kwenye meli , mikokoteni , helikopta , mizinga , na kwa kiwango kidogo, juu ya magari, mabasi na pikipiki.

Faida muhimu ya jets na turboprops kwa propulsion ya ndege - utendaji wao bora juu ya urefu wa juu ikilinganishwa na injini ya pistoni, hususan wale waliotaka asili - hauna maana katika matumizi mengi ya magari. Uwezo wao wa nguvu-kwa-uzito, ingawa ni muhimu zaidi kuliko ndege, bado ni muhimu.

Vipande vya gesi hutoa injini yenye nguvu sana katika mfuko mdogo na mwembamba. Hata hivyo, sio msikivu na ufanisi kama injini ndogo za pistoni juu ya mbalimbali za RPM na mamlaka zinazohitajika katika maombi ya gari. Katika magari ya mfululizo ya mseto , kama motors za umeme zinazoendesha gari zinazuiliwa kwa injini kutoka injini ya kuzalisha umeme, mwitikio, utendaji mbaya kwa kasi ya chini na ufanisi wa chini katika matatizo ya pato la chini ni muhimu sana. Turbine inaweza kukimbia kwa kasi ya kutosha kwa pato la nguvu zake, na betri na ultracapacitors zinaweza kutoa nguvu kama inahitajika, na injini imeendesha kwa kasi na kukimbia tu kwa ufanisi wa juu. Utoaji wa maambukizi ya kutofautiana yanaweza pia kupunguza tatizo la mwitikio.

Vipande vya kihistoria vimekuwa ghali zaidi kuzalisha injini za pistoni, ingawa hii ni sehemu kwa sababu injini za pistoni zimezalishwa kwa kiasi kikubwa kwa miongo kadhaa, wakati injini ndogo za turbine za gesi zimepungua; hata hivyo, turbines ni nyingi zinazozalishwa katika aina ya karibu ya turbocharger .

Turbocharger ni kimsingi kioevu cha gesi ya gesi ya radial yenye shida na rahisi ambayo inaendeshwa na gesi ya kutolea nje ya injini ya pistoni. Gurudumu la centripetal turbine huendesha gurudumu la centrifugal compressor kupitia shimoni ya kawaida inayozunguka. Gurudumu hili linaongeza injini ya hewa ya injini kwa kiwango ambacho kinaweza kudhibitiwa kwa njia ya taka au kwa dynamically kubadilisha jiometri ya nyumba ya turbine (kama katika turbocharger ya VGT ). Inatumika sana kama kifaa cha kurejesha nguvu ambacho kinabadilisha mpango mkubwa wa nishati ya joto na kinetic katika kuongeza injini.

Mitambo ya turbo-kiwanja (kweli iliyoajiriwa kwenye malori fulani) inafungwa na mitambo ya kupiga pigo ambayo ni sawa na kubuni na kuonekana kwa turbocharger isipokuwa kwa shimoni ya turbine kuwa mechanically au hydraulically kushikamana na crankshaft injini badala ya compressor centrifugal, hivyo kutoa nguvu zaidi badala ya kuongeza. Wakati turbocharger ni turbine shinikizo, turbine ya kupona nguvu ni kasi moja.

Magari ya barabara ya abiria (magari, baiskeli, na mabasi)

Idadi ya majaribio yamefanyika kwa gesi turbine inaendeshwa magari , kubwa na Chrysler . [41] [42] Hivi karibuni, kumekuwa na riba katika matumizi ya injini za turbine kwa magari ya umeme ya mseto. Kwa mfano, muungano unaongozwa na kampuni ya turbine ndogo ya gesi Bladon Jets imepata uwekezaji kutoka Bodi ya Mkakati wa Teknolojia ili kuendeleza Ultra Lightweight Range Extender (ULRE) kwa magari ya umeme ya kizazi kijacho. Lengo la muungano huo, ambalo linajumuisha mtengenezaji wa gari la kifahari Jaguar Land Rover na kampuni inayoongoza kampuni ya umeme ya SR, ni kuzalisha jenereta ya gesi ya injini ya kwanza ya kibiashara, na ya kirafiki inayoundwa mahsusi kwa ajili ya matumizi ya magari. [43]

Turbocharger ya kawaida kwa injini ya petroli au dizeli pia ni derivative ya turbine.

Concept magari

1950 Rover JET1

Uchunguzi wa kwanza wa kutumia turbine ya gesi katika magari ilikuwa mwaka wa 1946 wakati wahandisi wawili, Robert Kafka na Robert Engerstein wa Carney Associates, kampuni ya uhandisi ya New York, walikuja na dhana ambapo kubuni maalum ya injini ya injini ingeweza kutoa nguvu kwa gari la gurudumu la nyuma. Baada ya makala iliyoonekana katika Sayansi Mpya , hakukuwa na kazi zaidi, zaidi ya hatua ya karatasi. [44]

Mnamo mwaka wa 1950, mtengenezaji wa FR Bell na Mhandisi Mkuu Maurice Wilks kutoka kwa wazalishaji wa magari ya Uingereza Rover alifunua gari la kwanza linalowezeshwa na injini ya turbine ya gesi. JET1 ya kuketi mbili yalikuwa na injini iliyowekwa nyuma ya viti, grilles ya ulaji wa hewa upande wa pili wa gari, na kutolea nje viwanja juu ya mkia. Wakati wa vipimo, gari ilifikia kasi ya 140 km / h (87 mph), kwa kasi ya turbine ya 50,000 rpm. Gari lilipimbilia petroli , mafuta ya mafuta (mafuta ya mafuta) au mafuta ya dizeli , lakini matatizo ya matumizi ya mafuta yameonekana kuwa haiwezi kushindwa kwa gari la uzalishaji. Inaonyeshwa kwenye Makumbusho ya Sayansi ya London.

Gari la Kifaransa linaloendesha gari, Socema-Gregoire, lilionyeshwa kwenye Show Show ya Oktoba 1952 ya Paris . Iliundwa na mhandisi wa Kifaransa Jean-Albert Grégoire . [ citation inahitajika ]

GM Firebird I

Njia ya kwanza ya gari iliyojengwa nchini Marekani ilikuwa GM Firebird I ambayo ilianza tathmini mwaka wa 1953. Ingawa picha za Firebird naweza kuwa na maoni ya kuwa ndege ya ndege ya ndege hupiga gari kama ndege, turbine kwa kweli ilimfukuza magurudumu ya nyuma. Firebird 1 haijawahi maana ya gari kubwa ya abiria ya biashara na ilijengwa tu kwa ajili ya kupima na tathmini pamoja na madhumuni ya uhusiano wa umma. [45]

Compartment injini ya gari Chrysler 1963 Turbine

Kuanzia mwaka wa 1954 na Plymouth iliyobadilishwa, [46] mtengenezaji wa gari la Marekani Chrysler alionyesha magari kadhaa ya gesi ya mafuta ya turbine kutoka mapema miaka ya 1950 hadi mapema miaka ya 1980. Chrysler alijenga Magari ya Turbine ya Chrysler hamsini mwaka 1963 na alifanya tu matumizi ya magari ya gesi ya powered gas. [47] Kila moja ya mitambo yao wameajiriwa kipekee kupokezana recuperator , inajulikana kama regenerator kuwa kuongezeka ufanisi. [46]

Mwaka 1954 FIAT ilifunua gari la dhana na injini ya turbine, inayoitwa Fiat Turbina . Gari hii, inaonekana kama ndege yenye magurudumu, ilitumia mchanganyiko wa kipekee wa ndege na wote injini inayoendesha magurudumu. Upeo wa kilomita 282 / h (175 mph) ulidai. [48]

Awali General Motors Firebird alikuwa mfululizo wa magari ya dhana ya maendeleo kwa ajili 1953, 1956 na 1959 Motorama auto inaonyesha, inayoendeshwa na mitambo ya gesi.

Kama matokeo ya marekebisho ya Sheria ya Air Clean ya Marekani ya 1970, utafiti ulifadhiliwa kwa kuendeleza teknolojia ya teknolojia ya gesi ya gesi. [49] Dhana za kubuni na magari zilifanywa na Chrysler , General Motors , Ford (kwa kushirikiana na AiResearch ) na Marekani Motors (kwa kushirikiana na Williams Research ). [50] Uchunguzi wa muda mrefu ulifanyika kutathmini ufanisi wa gharama sawa. [51] Makombora kadhaa ya AMC yalipangwa na mitambo ndogo ya gesi ya regenerative ya Williams yenye uzito wa lb 250 (113 kg) na kuzalisha hp 80 (60 kW; 81 PS) saa 4450 rpm. [52] [53] [54]

Toyota ilionyesha magari kadhaa ya duru ya gesi ya gesi, kama vile Hybrid ya karne ya karne mwaka 1975, Hybrid ya Turbine ya Gesi ya Michezo mwaka 1979 na GTV mwaka 1985. Hakuna magari ya uzalishaji yaliyotengenezwa. Injini ya GT24 ilionyeshwa mwaka 1977 bila gari.

Mapema miaka ya 1990 Volvo ilianzisha gari la Volvo Mazingira Gari (ECC) ambalo lilikuwa gari la mseto wa gesi la mseto . [55]

Mnamo mwaka wa 1993 Motors Mkuu alianzisha gari la kwanza la gesi la kibiashara la mseto wa kisasa-kama uzalishaji mdogo wa mseto wa mfululizo wa EV-1 . A Williams International 40 kW turbine alimfukuza alternator ambayo powered betri-umeme powertrain . Muundo wa turbine ulijumuisha recuperator. Baadaye mwaka 2006 GM aliingia katika mradi wa gari la dhana ya EcoJet na Jay Leno .

Katika Jaribio la 2010 Motor Motor Jaguar alionyesha gari lake la Jaguar C-X75 . Supercar yenye nguvu ya umeme ina kasi ya juu ya 204 mph (328 km / h) na inaweza kwenda kutoka 0 hadi 62 mph (0 hadi 100 km / h) katika sekunde 3.4. Inatumia betri ya lithiamu-ioni kwa nguvu motors 4 za umeme zinazochanganya kuzalisha bhp 780. Itafanya kilomita 109 kwa malipo moja ya betri, lakini kwa kuongeza hutumia jozi ya Turbines za Gesi Micro Blads ili kurejesha tena betri zinazolingana na umbali wa kilomita 900. [56]

Mashindano ya magari ya

Gari la kwanza la mbio (kwa dhana tu) lililofungwa na turbine ilikuwa mwaka wa 1955 na kikundi cha Umoja wa Mataifa wa Marekani kama mradi wa hobby na turbine iliyokopwa na Boeing na gari la mbio inayomilikiwa na kampuni ya Firestone Tire & Rubber. [57] gari la kwanza la mbio lililofungwa na turbine kwa lengo la racing halisi lilikuwa na Rover na timu ya BRM Formula One ilijiunga na nguvu ya kuzalisha Rover-BRM , kamba ya gesi iliyopunguzwa, ambayo iliingia Masaa ya 243 ya Le Mans , inayoendeshwa na Graham Hill na Richie Ginther . Ilikuwa wastani wa 107.8 mph (kilomita 173.5 / h) na ilikuwa na kasi ya juu ya 142 mph (229 km / h). American Ray Heppenstall alijiunga na Howmet Corporation na McKee Engineering pamoja ili kuendeleza magari yao ya gesi ya turbine wenyewe mwaka wa 1968, Howmet TX , ambayo ilifanyika matukio kadhaa ya Amerika na Ulaya, ikiwa ni pamoja na mafanikio mawili, na pia ilishiriki katika Masaa ya Masaa 1968 ya Le Mans . Magari yaliyotumika mitambo ya gesi ya Bara , ambayo hatimaye iliweka rekodi za kasi za ardhi za FIA sita za magari ya turbine-powered. [58]

Kwa racing wazi ya gurudumu , mapinduzi ya 1967 ya STP-Paxton Turbocar iliyoendeshwa na hadithi ya racing na ujasiriamali Andy Granatelli na inayoongozwa na Parnelli Jones karibu alishinda Indianapolis 500 ; gari la turbine la Pratt & Whitney la ST6B-62 lilikuwa karibu na gari la pili wakati gari la kikapu la gia lilishindwa laps tatu tu kutoka mstari wa mwisho. Mwaka ujao gari la turbine la STP Lotus 56 lilishinda nafasi ya pole 500 Indianapolis ingawa sheria mpya zilizuia ulaji wa hewa kwa kiasi kikubwa. Mnamo 1971, Lotus mkuu Colin Chapman alianzisha gari la Lotus 56B F1, linalotumiwa na turbine ya gesi ya Pratt & Whitney STN 6/76 . Chapman alikuwa na sifa ya kujenga magari makubwa ya kushinda michuano, lakini alipaswa kuacha mradi kwa sababu kulikuwa na matatizo mengi sana na lagi ya turbo .

Mabasi

Ufikiaji wa Microturbine ya Capstone umesababisha miundo kadhaa ya mabasi ya mseto, kuanzia na HEV-1 na AVS ya Chattanooga, Tennessee mwaka wa 1999, na kufuatiwa kwa karibu na Ebus na ISE Utafiti huko California, na DesignLine Corporation huko New Zealand (na baadaye United Mataifa). Vipande vya turbine za AVS zilikuwa na matatizo ya kuaminika na kudhibiti ubora, na kusababisha kuachiliwa kwa AVS mwaka 2003. Design design mafanikio zaidi na sasa ni kazi katika miji 5 katika nchi 6, na mabasi zaidi ya 30 katika kazi duniani kote, na amri kwa mia kadhaa kuwa iliyotolewa Baltimore, na NYC.

Brescia Uitaliani inatumia mabasi ya mseto yaliyotumiwa na microturbines kwenye njia kupitia sehemu za kihistoria za jiji. [59]

Pikipiki

MTT Turbine Superbike ilionekana mwaka wa 2000 (hivyo jina la Y2K Superbike na MTT) na ni pikipiki ya kwanza ya uzalishaji inayoendeshwa na injini ya turbine - hasa, injini ya Rolls-Royce Allison ya 250 ya turboshaft, inayozalisha karibu 283 kW (380 bhp). Ilijaribiwa kasi hadi 365 km / h au 227 mph (kwa mujibu wa hadithi fulani, timu ya kupima imetoka nje ya barabara wakati wa mtihani), inashikilia Rekodi ya Dunia ya Guinness kwa pikipiki yenye nguvu zaidi ya uzalishaji na pikipiki ya uzalishaji wa gharama kubwa, na lebo ya bei ya dola 185,000 za Marekani.

treni

Baadhi ya madarasa locomotive kuwa inaendeshwa na mitambo ya gesi, mwili wa hivi karibuni kuwa Bombardier wa JetTrain .

Mizinga

Marines kutoka Battery ya Kwanza ya Tank hupakia nyuzi nyingi za mafuta ya Honeywell AGT1500 nyuma kwenye tank ya M1 Abrams kwenye Kambi Coyote, Kuwaiti, Februari 2003

Mgawanyiko wa maendeleo ya Rehr Wehrmacht Heer , Heereswaffenamt (Bodi ya Maagizo ya Jeshi), alisoma idadi ya miundo ya injini ya injini ya gesi kwa ajili ya matumizi katika mizinga kutoka katikati ya 1944. Mradi wa injini ya kwanza ya injini ya gesi iliyopangwa kwa ajili ya matumizi katika propulsion ya gari ya kupigana na silaha, BMW 003 -iliyobaki GT 101 , ilikuwa na maana ya ufungaji katika tank Panther . [60] Matumizi ya pili ya turbine ya gesi katika gari la kupigana na silaha ilikuwa 1954 wakati kitengo, PU2979, hasa kilichoanzishwa kwa mizinga na CA Parsons & Co , kiliwekwa na kuhukumiwa katika tank ya Uingereza ya Mshindi . [61] Stridsvagn 103 ilitengenezwa katika miaka ya 1950 na ilikuwa ni ya kwanza ya mazao makuu ya vita yaliyozalishwa kwa kutumia injini ya turbine . Tangu wakati huo, injini za turbine za gesi zimetumiwa kama APU katika mizinga fulani na kama nguvu kubwa katika Soviet / Kirusi T-80s na Marekani M1 Abrams mizinga, miongoni mwa wengine. Wao ni nyepesi na ndogo zaidi kuliko dizeli katika pato lile linalosimamia nguvu lakini mifano iliyowekwa hadi sasa ni ya chini ya mafuta kuliko dizeli sawa, hasa kwa wasiwasi, wanaohitaji mafuta mengi ili kufikia viwango vya kupambana sawa. Mfano mzuri wa M1 wameshughulikia shida hii na pakiti za betri au jenereta za sekondari ili kuimarisha mifumo ya tank wakati wa kuimarisha, kuokoa mafuta kwa kupunguza umuhimu wa kupoteza turbine kuu. T-80s zinaweza kupiga ngoma tatu kubwa za nje ya mafuta ili kupanua masafa yao. Russia imesimamisha uzalishaji wa T-80 kwa ajili ya T-90 ya dizeli (kulingana na T-72 ), wakati Ukraine imetengeneza T-80UD na T-84 ya dizeli iliyo karibu na nguvu za gesi tank tankine. Upandaji wa dizeli wa Ufaransa wa Leclerc MBT unajumuisha mfumo wa "Hyperbar" wa kuzalisha mseto, ambapo turbocharger ya injini imewekwa kabisa na turbine ndogo ya gesi ambayo pia inafanya kazi kama turbocharger ya kutolea nje ya dizeli, ili kuwezesha injini ya kudhibiti RPM-kujitegemea na kuongeza kiwango cha juu shinikizo kufikia (kuliko kwa turbochargers ya kawaida). Mfumo huu unaruhusu uhamisho mdogo na injini nyepesi kutumiwe kama kupanda kwa tank na kuondosha kwa ufanisi kukatwa kwa turbo . Turbine hii / maalum ya turbocharger inaweza pia kufanya kazi kwa kujitegemea kutoka kwa injini kuu kama APU ya kawaida.

Kitambaa ni kinadharia kinachoaminika zaidi na rahisi zaidi kuliko injini ya pistoni, kwa kuwa ina ujenzi rahisi na sehemu ndogo za kusonga, lakini katika sehemu za mazoezi huwa na kiwango cha juu cha kuvaa kwa sababu ya kasi yao ya kufanya kazi. Majani ya turbine ni nyeti sana kwa mchanga na mchanga mzuri, ili shughuli za jangwa zifunguzi za hewa ziwe zimefungwa na kubadilishwa mara kadhaa kila siku. Chujio kisichostahili, au risasi au kifungu cha shell ambacho hupiga chujio, kinaweza kuharibu injini. Mitambo ya pistoni (hasa kama turbocharged) pia inahitaji filters zilizohifadhiwa vizuri, lakini zinafaa zaidi kama chujio kinashindwa.

Kama vile injini za dizeli nyingi za kisasa zinazotumiwa katika mizinga, turbini za gesi ni kawaida injini mbalimbali za mafuta.

Maombi ya baharini

Maji

Gesi ya gesi kutoka MGB 2009

Vipande vya gesi hutumiwa katika vyombo vingi vya majini , ambako vinathaminiwa kwa uwiano wao wa nguvu-kwa-uzito na meli zao 'kusababisha kuongeza kasi na uwezo wa kuendelea haraka.

Chombo cha kwanza cha gesi kinachotumia gesi kilikuwa kinachokuwa MGB ya Mbio ya Bunduki ya Royal Navy ya 2009 (zamani MGB 509 ) iliyobadilishwa mwaka 1947. Metropolitan-Vickers imefungwa injini ya ndege ya F2 / 3 kwa nguvu ya turbine. Steam Gun Boat Gray Goose alibadilishwa na mitambo ya gesi Rolls-Royce mwaka 1952 na kuendeshwa kwa hivyo kutoka 1953. [62] Bold darasa Fast Patrol Boti Bold Pioneer na Bold Pathfinder kujengwa mwaka 1953 pia mashua kwanza iliyoundwa mahsusi kwa ajili ya gesi turbine propulsion . [63]

Meli kubwa ya kwanza, meli ya gesi-turbine iliyopandwa kwa kiasi kikubwa ilikuwa friji ya Aina ya Navy ya Royal Navy ya 81 ya Navy na pamoja na nguvu za umeme za mvuke na gesi . Kwanza, HMS Ashanti iliagizwa mwaka wa 1961.

Navy ya Ujerumani ilizindua kwanza frogate ya Köln - chuo mwaka wa 1961 na mitambo 2 ya kioevu ya Brown, Boveri & Cie katika mfumo wa kwanza wa dizeli na gesi ya propulsion.

Navy ya Kidenari ilikuwa na boti za torpedo 6 za Søløven (toleo la kuuza nje la mashua ya daraja ya Uingereza ya Brave ) tangu mwaka wa 1965 hadi 1990, ambayo ilikuwa na Bristol Proteus (baadaye RR Proteus) Mitambo ya Gesi ya Marine ilipimwa saa 9,510 kW (12,750 shp ) pamoja, pamoja na injini mbili za General Motors dizeli, zilipimwa kwenye 340 kW (460 shp), kwa kasi ya uchumi wa mafuta kwa kasi ya polepole. [64] Na pia walizalisha baiskeli 10 za Willemoes Class Torpedo / Guided Missile (katika huduma kutoka mwaka wa 1974 hadi 2000) ambazo zilikuwa na mitambo ya Gesi ya Proteus ya Rolls Royce Marine pia ilipimwa kwa 9,510 kW (12,750 shp), sawa na boti la Søløven-darasa, na 2 Motors General Dizeli Dizeli, lilipimwa saa 600 kW (800 shp), pia kwa kuboresha uchumi wa mafuta kwa kasi ya polepole. [65]

Kiswidi cha Navy kilizalisha boti 6 za Spica-class kati ya 1966 na 1967 zinazotumiwa na mitambo 3 ya Bristol Siddeley Proteus 1282 , kila mmoja kutoa k2 3,210 (4,300 shp). Baadaye walijiunga na meli 12 za upasuaji wa darasa la Norrköping, bado na injini sawa. Kwa mizizi yao ya torpedo iliyopitishwa na kubadilishwa kwa makombora yaliyotumika kama boti za kombora hadi mwisho ilipotea mstaafu mwaka 2005. [66]

Navy ya Finnish iliagiza corvettes mbili za Turunmaa , Turunmaa na Karjala , mwaka wa 1968. Walikuwa na kamba moja ya gesi ya gesi ya Rolls-Royce Olympus TM1 na 22W na tatu za dizeli za Wärtsilä kwa kasi. Walikuwa vyombo vya kasi zaidi katika Navy ya Finnish; mara kwa mara walipata mafanikio ya vitambaa 35, na majani 37.3 wakati wa majaribio ya baharini. Turunmaa s walilipwa mwaka 2002. Karjala ni leo meli ya makumbusho huko Turku , na Turunmaa hutumika kama duka la mashine linalozunguka na meli ya mafunzo kwa Chuo cha Satakunta Polytechnical.

Mfululizo wa pili wa meli kubwa ya majini yalikuwa ya nne ya helikopta ya Canada ya Iroquois iliyobeba waharibifu kwanza iliyotumwa mwaka wa 1972. Walitumia injini za 2 za-4 kuu za injini, injini za 2 na 12 za cruise na jenereta tatu za Solar Saturn 750 kW.

Mchanga wa gesi la LM2500 kwenye USS Ford

Meli ya kwanza ya Marekani ya gesi-turbine iliyotumika kwa meli ilikuwa Point Point ya Uhifadhi wa Pwani ya Marekani , iliyokatwa mwaka wa 1961 ambayo ilikuwa na nguvu za turbini mbili za kW 750 za kutumia shinikizo zinazoweza kudhibitiwa. [67] kubwa Hamilton -class High Uvumilivu Cutters , alikuwa daraja la kwanza ya cutters kubwa ya kutumia mitambo ya gesi, ya kwanza ya ambayo ( USCGC Hamilton ) alikuwa utakamilika katika mwaka wa 1967. Tangu wakati huo, wana powered Navy Marekani Oliver Hatari Perry - frigates darasa , Spruance na Arleigh Burke -classers waharibifu, na msafiri wa Ticonderoga - msaidizi wa misisi . USS Kisiwa cha Makin , kanda iliyopangwa ya Wasp -class amphibious assault , ni kuwa na meli ya kwanza ya shambulio la Navy inayotumiwa na mitambo ya gesi. Kinga ya gesi ya bahari inafanya kazi katika anga zaidi ya babu kutokana na uwepo wa chumvi bahari katika hewa na mafuta na matumizi ya mafuta ya bei nafuu.

Bahari ya kiraia

Mpaka mwishoni mwa miaka ya 1940 mengi ya maendeleo ya mitambo ya gesi ya baharini duniani kote yalifanyika katika ofisi za kubuni na warsha wa wajenzi wa injini na kazi ya maendeleo iliongozwa na British Royal Navy na Navies wengine. Wakati riba ya turbine ya gesi kwa madhumuni ya baharini, majini na marantilili, iliendelea kuongezeka, ukosefu wa upatikanaji wa matokeo ya uzoefu wa uendeshaji juu ya miradi ya mapema ya gesi ya mdogo imepungua idadi ya mradi mpya juu ya kuendesha vyombo vya kibiashara vilivyoanza. Mnamo mwaka wa 1951, meli ya mafuta ya dizeli ya umeme ya Auris , 12,290 tonnage ya kuuawa (DWT) ilitumiwa kupata uzoefu wa uendeshaji na turbine ya gesi ya propulsion chini ya hali ya huduma ya baharini na hivyo ikawa meli ya kwanza ya safari ya baharini inayotumiwa na gesi turbine. Ilijengwa na Hawthorn Leslie huko Hebburn-on-Tyne , Uingereza, kwa mujibu wa mipango na maelekezo yaliyotolewa na Kampuni ya Anglo-Saxon Petroleum na ilizinduliwa kwenye siku ya kuzaliwa ya 21 ya Elizabeth Elizabeth katika Uingereza, meli iliundwa na chumba cha injini mpangilio ambao unaruhusu matumizi ya majaribio ya mafuta nzito katika moja ya injini zake za kasi, pamoja na uingizaji wa baadaye wa injini yake ya dizeli na turbine ya gesi. [68] Auris iliendeshwa kibiashara kama tanker kwa kipindi cha miaka mitatu na nusu na kitengo cha propulsion ya dizeli kama awali kilichoamilishwa, lakini mwaka 1951 moja ya injini za dizeli za 824 kW (1,105 bhp) - ambazo zilijulikana kama "Tumaini", "Hope", "Charity" na "Prudence" - ilibadilishwa na injini ya kwanza ya gesi ya gesi, 890 kW (1,200 bhp) ya turbo-alternator ya gesi ya wazi inayojengwa na kampuni ya British Thompson-Houston katika Rugby . Kufuatilia majaribio ya baharini mafanikio kutoka pwani ya Northumbrian, Auris alianza safari kutoka Hebburn-on-Tyne mnamo Oktoba 1951 akienda Port Arthur huko Marekani na kisha Curacao kusini mwa Caribbean akirudi Avonmouth baada ya siku 44 kwenye bahari, akikamilisha ufanisi wake wa kihistoria -Kuvuka kwa nchi. Wakati huu wa baharini mafuta ya dizeli ya kuteketezwa kwa mafuta ya gesi na kuendeshwa bila kusimama bila kujali au ugumu wa aina yoyote. Baadaye alimtembelea Swansea, Hull, Rotterdam , Oslo na Southampton kwa jumla ya kilomita 13,211 za maua. Auris kisha alikuwa na mimea yake yote ya nguvu kubadilishwa kwa kW 3,910 (5,250 shp) moja kwa moja turbine ya gesi ili kuwa meli ya kwanza ya kiraia kufanya kazi tu juu ya nguvu ya turbine nguvu.

Licha ya mafanikio ya safari hii ya awali ya majaribio, turbine ya gesi haikuwa nafasi ya injini ya dizeli kama mmea wa propulsion kwa meli kubwa ya wafanyabiashara. Kwa kasi ya kusafirisha kasi dizeli ya dizeli hakuwa na urafiki katika eneo muhimu la uchumi wa mafuta. Turbine ya gesi ilifanikiwa zaidi katika meli ya Royal Navy na meli nyingine za baharini za dunia ambako mabadiliko ya ghafla na ya haraka yanahitajika na magari ya vita. [69]

Tume ya Umoja wa Mataifa ya Utoaji Bahari ilikuwa inatafuta njia za kuboresha meli za Uhuru wa WWII, na mitambo ya gesi yenye nguvu sana ilikuwa mojawapo ya wale waliochaguliwa. Mnamo mwaka wa 1956, Sergeant John alikuwa na muda mrefu na alikuwa na vifaa vya Umeme Mkuu wa umeme wa umeme wa 4,900 kW (6,600 shp) HD na kuzaliwa upya kwa gesi, kupunguza gearing na propeller-pitch propeller . Iliendeshwa kwa masaa 9,700 kwa kutumia mafuta ya mabaki ( Bunker C ) kwa masaa 7,000. Ufanisi wa mafuta ulikuwa sawa na kupitishwa kwa mvuke saa 0.318 kilo / kW (0.523 lb / hp) kwa saa, [70] na pato la nguvu lilikuwa kubwa zaidi kuliko ilivyotarajiwa kwa 5,603 kW (7,514 shp) kutokana na joto la joto la Njia ya Kaskazini ya Bahari kuwa chini kuliko joto la kubuni la turbine ya gesi. Hii iliwapa meli uwezo wa kasi wa ncha 18, kutoka juu ya ncha 11 na mmea wa asili, na vizuri zaidi ya nusu 15 iliyopangwa. Meli ilifanya safari yake ya kwanza ya transatlantic kwa kasi ya wastani ya vifungo 16.8, licha ya hali mbaya ya hewa njiani. Mafuta yanayotakiwa ya Bunker C yalipatikana tu katika bandari ndogo kwa sababu ubora wa mafuta ulikuwa wa hali muhimu. Mafuta ya mafuta pia yalipaswa kutibiwa kwenye ubao ili kupunguza uchafu na hii ilikuwa mchakato mzito wa kazi ambao haukufaa kwa automatisering wakati huo. Hatimaye, propeller ya lami ya kutofautiana, ambayo ilikuwa ya kubuni mpya na isiyojadiliwa, imalizika kesi hiyo, kama ukaguzi wa kila mwaka mfululizo ulifunua uharibifu wa matatizo. Hii haikuonyesha vizuri juu ya dhana ya gesi ya turbine ya propulsion ingawa, na kesi ilikuwa mafanikio kwa jumla. Mafanikio ya jaribio hili lilifungua njia ya maendeleo zaidi na GE juu ya matumizi ya turbini za gesi HD kwa ajili ya matumizi ya baharini na nishati nzito. [71] John Sergeant alipigwa mwaka 1972 katika Portsmouth PA.

Boeing Jetfoil 929-100-007 Urzela ya TurboJET

Boeing ilizindua yake ya kwanza ya abiria kubeba waterjet -propelled mpao Boeing 929 , mwezi Aprili 1974 meli hizo walikuwa inaendeshwa na mbili Allison 501 -KF mitambo ya gesi. [72]

Kati ya 1971 na 1981, Seatrain Lines kuendeshwa uliopangwa chombo huduma kati bandari ya seaboard ya mashariki ya Marekani na bandari katika kaskazini magharibi ya Ulaya katika Atlantiki ya Kaskazini meli chombo nne za 26,000 tani DWT. Meli hizo zilitumiwa na mitambo ya gesi ya Pratt & Whitney ya FT 4. Meli nne katika darasa ziliitwa Euroliner , Eurofreighter , Asialiner na Asiafreighter . Kufuatia kuongezeka kwa bei ya Shirikisho la Nchi za Utoaji wa Petroli (OPEC) katikati ya miaka ya 1970, shughuli zilizuiwa na kupanda kwa gharama za mafuta. Baadhi ya mabadiliko ya mifumo ya injini kwenye meli hizo ilifanyika ili kuruhusu kuungua kwa daraja la chini la mafuta (yaani, dizeli ya baharini ). Kupunguza gharama za mafuta ilifanikiwa kwa kutumia mafuta tofauti ambayo haijatumiwa katika turbine ya gesi ya baharini lakini gharama za matengenezo ziliongezeka kwa mabadiliko ya mafuta. Baada ya 1981 meli kuuzwa na kuruhusiwa na, kwa nini wakati huo, ilikuwa na kiuchumi zaidi ya injini za mafuta ya dizeli lakini ukubwa wa injini uliongezeka kupungua nafasi ya mizigo. [ citation inahitajika ]

Feri ya kwanza ya abiria ya kutumia turbine ya gesi ilikuwa GTS Finnjet , iliyojengwa mwaka wa 1977 na inayotumiwa na turbines mbili za Pratt & Whitney FT 4C-1 DLF, zinazozalisha kW 55,000 (74,000 shp) na kupeleka meli kwa kasi ya ncha 31. Hata hivyo, Finnjet pia ilionyesha mapungufu ya propulsion ya gesi ya gesi katika biashara ya biashara, kama vile bei za mafuta za juu zilifanya kazi yake bila faida. Baada ya miaka minne ya injini za ziada za dizeli za huduma ziliwekwa kwenye meli ili kupunguza gharama za kukimbia wakati wa msimu wa mbali. Finnjet pia ilikuwa meli ya kwanza yenye mchanganyiko wa dizeli-umeme na gesi . Mfano mwingine wa matumizi ya biashara ya mitambo ya gesi katika meli ya abiria ni feri za StSS Line za HSS za Stena Line . HSS 1500 Stena Explorer , Stena Voyager na Stena Discovery vyombo vya kutumia gesi pamoja na gesi setups ya twin GE LM2500 pamoja na GE LM1600 nguvu kwa jumla ya 68,000 kW (91,000 shp). Stena Carisma ya HSS 900 ndogo, hutumia mapacha ya ABB - STAL ( sv ) ya GT35 yaliyopimwa kwa jumla ya 34,000 kW (46,000 shp). Uvumbuzi wa Stena uliondolewa kwenye huduma mwaka 2007, mwathirika mwingine wa gharama kubwa sana za mafuta. [ citation inahitajika ]

Mnamo Julai 2000 Milenia ikawa meli ya kwanza ya kusafirishwa ili kuingizwa na turbini za gesi, katika usanidi wa Gesi na Steam Turbine . RMS Malkia Mary Mary 2 hutumia Configuration ya Dizeli na Gesi ya Pamoja . [73]

Katika matumizi ya racing ya marine 2010 C5000 Mystic catamaran Miss GEICO hutumia turbines mbili zinazojaa T-55 kwa mfumo wake wa nguvu. [ citation inahitajika ]

Maendeleo katika teknolojia

Teknolojia ya turbine ya gesi imeendelea kuongezeka tangu kuanzishwa kwake na inaendelea kubadilika. Maendeleo yanazalisha kikamilifu turbini ndogo za gesi na injini za nguvu zaidi na za ufanisi zaidi. Kutoa msaada katika maendeleo haya ni kubuni makao ya kompyuta (hasa CFD na uchambuzi wa kipengele cha mwisho ) na maendeleo ya vifaa vya juu: Vifaa vya msingi na nguvu ya juu ya joto (kwa mfano, superalloys moja ya kioo ambayo huonyesha nguvu za kutolea mazao ) au mipako ya joto inayozuia vifaa vya miundo kutoka joto la milele-juu. Mafanikio haya yanaruhusu uwiano wa juu wa compression na joto la maji ya joto, mwako mwingi zaidi na baridi zaidi ya sehemu za injini.

Nguvu za Fluid Dynamics (CFD) imechangia kwa maboresho makubwa katika utendaji na ufanisi wa vipengele vya injini za gesi ya Gesi kwa njia ya kuelewa zaidi ya mtiririko wa viscous tata na matukio ya kuhamisha joto. Kwa sababu hii, CFD ni moja ya chombo muhimu cha computational kutumika katika Design & maendeleo ya gesi [74] turbine injini.

Ufanisi wa mzunguko rahisi wa mitambo ya gesi mapema ulikuwa mara mbili mara kwa kuingilia kati ya baridi, kuzaliwa upya (au kuongezeka), na kupumzika. Maboresho haya, bila shaka, huja kwa gharama za gharama za awali na za uendeshaji, na haziwezi kuhesabiwa haki isipokuwa kupungua kwa gharama za mafuta huongezeka kwa gharama nyingine. Bei ya chini ya mafuta, hamu ya jumla katika sekta ili kupunguza gharama za ufungaji, na ongezeko kubwa katika ufanisi rahisi wa mzunguko hadi asilimia 40 waliacha tamaa kidogo ya kuchagua kwa marekebisho haya. [75]

Kwa upande wa uzalishaji, changamoto ni kuongeza joto la maji ya turbine wakati huo huo kupunguza joto la kilele cha moto ili kufikia uzalishaji wa chini wa NOx na kufikia kanuni za karibuni za uchafu. Mwezi wa Mei 2011, Mitsubishi Heavy Industries ilipatikana joto la joto la pembe la 1,600 ° C juu ya turbine ya gesi ya megawati ya 320, na MW 460 katika gesi ya usambazaji wa nguvu ya kizunguko ya umeme ambayo ufanisi mkubwa wa mafuta huzidi 60%. [76]

Vipande vilivyolingana vya foil zilianzishwa kwa biashara kwa mitambo ya gesi katika miaka ya 1990. Hizi zinaweza kukabiliana na mizunguko ya mia moja ya kuanza / kuacha na kuondokana na haja ya mfumo wa mafuta. Matumizi ya teknolojia ya teknolojia ndogo na nguvu imewezesha maendeleo ya kizazi cha umeme kinachoweza kuendeleza kibiashara na turbini ndogo za usambazaji na uendeshaji wa gari.

Faida na hasara

Yafuatayo ni faida na hasara za injini za turbine: [77]

Ufafanuzi

  • Uwiano mkubwa sana wa nguvu na uzito ikilinganishwa na injini za kurudi.
  • Ndogo kuliko injini nyingi za kurudi kwa kiwango sawa cha nguvu.
  • Mzunguko mzuri wa shimoni kuu hutoa vibration chini kuliko injini ya kurudi.
  • Vipengele vichache vinavyohamia zaidi kuliko injini za kurudia husababisha gharama za chini za matengenezo na uaminifu zaidi / upatikanaji juu ya maisha ya huduma.
  • Utegemea mkubwa zaidi, hasa katika maombi ambapo inavyotakiwa kusambazwa nguvu ya pato.
  • Joto la taka linasambazwa karibu kabisa katika kutolea nje. Hii husababisha mkondo wa kutosha wa kutolea joto ambao hutumiwa sana kwa kuchemsha maji katika mzunguko wa pamoja , au kwa kuzungumza .
  • Shinikizo la chini ya mwako kuliko injini za kurudi kwa ujumla.
  • Kiwango cha shaft kasi katika vitunguu vidogo vya "turbine bure", ingawa kubwa turbines za gesi zilizoajiriwa katika nguvu ya kizazi hufanya kazi kwa kasi ya synchronous.
  • Gharama na mafuta ya mafuta ya chini.
  • Inaweza kukimbia kwenye aina mbalimbali za nishati.
  • Utoaji mdogo sana wa CO na HC kwa sababu ya hewa ya ziada, mwako kamili na hakuna "kuzima" kwa moto juu ya nyuso za baridi.

Hasara

  • Gharama ya injini ya msingi inaweza kuwa ya juu kutokana na matumizi ya vifaa vya kigeni.
  • Chini ya ufanisi kuliko injini za kurudi kwa kasi ya uvivu.
  • Kuanza kwa muda mrefu kuliko injini za kurudi.
  • Chini ya kuitikia mabadiliko katika mahitaji ya nguvu ikilinganishwa na injini zinazohamisha.
  • Tabia ya rangi inaweza kuwa vigumu kuondosha.

Upimaji

British, Kijerumani, codes nyingine za kitaifa na za kimataifa za mtihani hutumiwa kusimamisha taratibu na ufafanuzi uliotumika kupima mitambo ya gesi. Uchaguzi wa msimbo wa mtihani ambao utatumiwa ni makubaliano kati ya mnunuzi na mtengenezaji, na ina umuhimu kwa kubuni wa turbine na mifumo inayohusishwa. Nchini Marekani, ASME imezalisha codes kadhaa za mtihani wa utendaji kwenye mitambo ya gesi. Hii inajumuisha ASME PTC 22-2014. Nambari hizi za mtihani wa utendaji wa ASME zimekubaliwa na kukubalika kimataifa kwa kupima mitambo ya gesi. Aina moja muhimu na ya kutofautisha ya kanuni za mtihani wa utendaji wa ASME, ikiwa ni pamoja na PTC 22, ni kwamba kutokuwa na uhakika wa mtihani wa kipimo huonyesha ubora wa mtihani na hautumiwi kama uvumilivu wa biashara.

Angalia pia

  • Mfumo wa kuanza hewa
  • Axial compressor
  • Kuwezesha mashine
  • Centrifugal compressor
  • Kizazi kilichogawa
  • Mikokoteni ya gesi ya umeme
  • Mizigo ya turbine ya locomotive
  • Gesi ya gesi ya msimu wa heli
  • Mfumo wa Upimaji wa Stress usio na uharibifu
  • Mpira wa nyumatiki
  • Vipande vya mvuke
  • Turbine injini kushindwa
  • Turbine ya upepo

Marejeleo

  1. ^ Introduction to Engineering Thermodynamics , Richard E. Sonntag, Claus Borrgnakke 2007. Retrieved 2013-03-13.
  2. ^ B. Zhang (2014-12-14). Lu, Yongxiang, ed. A History of Chinese Science and Technology: Volume 3 . Springer Berlin Heidelberg. pp. 308–310. ISBN 3662441624 . 'For trotting horse lamp, make paper-cut as wheel-like objects and the candle will heat the air which will rise and push the paper-cut to move, and the shadows of paper-cut will be cast by the candle light on the screen.' ...Judgment from the records of the Song dynasty shows that invention of China's trotting horse lamp was not later than 1000 AD. ...Obviously, the trotting horse lamp has already had the rudiment of a gas turbine.
  3. ^ "Massachusetts Institute of Technology Gas Turbine Lab" . Web.mit.edu. 1939-08-27 . Retrieved 2012-08-13 .
  4. ^ UK patent no. 1833 – Obtaining and Applying Motive Power, & c. A Method of Rising Inflammable Air for the Purposes of Procuring Motion, and Facilitating Metallurgical Operations
  5. ^ "Original document: GB186101633 (A) ― 1861-12-18 caloric engines" . Worldwide.espacenet.com . Retrieved 2016-03-13 .
  6. ^ "Телешов Николай Афанасьевич" [Teleshov Nikolai Afanasievich]. Maria Online (in Russian) . Retrieved 2016-01-12 .
  7. ^ "Patent US0635919" (PDF) . Freepatentsonline.com . Retrieved 2012-08-13 .
  8. ^ "History - Biographies, Landmarks, Patents" . ASME. 1905-03-10 . Retrieved 2012-08-13 .
  9. ^ [1] , "Apparatus for generating mechanical power"
  10. ^ a b Leyes, p.231-232.
  11. ^ Bakken, Lars E et al, p.83-88. "Centenary of the First Gas Turbine to Give Net Power Output: A Tribute to Ægidius Elling". ASME. 2004
  12. ^ U.S. Patent US1,061,206
  13. ^ http://www.hype-digital.co.uk . "Welcome to the Frank Whittle Website" . www.frankwhittle.co.uk .
  14. ^ "University of Bochum "In Touch Magazine 2005", p. 5" (PDF) . Retrieved 2012-08-13 .
  15. ^ John Golley. 1996. "Jet: Frank Whittle and the invention of the jet engine". ISBN 978-1-907472-00-8
  16. ^ Eckardt, D. and Rufli, P. "Advanced Gas Turbine Technology - ABB/ BBC Historical Firsts", ASME J. Eng. Gas Turb. Power, 2002, p. 124, 542-549
  17. ^ Eckardt, D. "Gas Turbine Powerhouse". 2014. ISBN 978-3-11-035962-6
  18. ^ Owens, Brandon. "The Rise Of Distributed Power" (PDF) . Retrieved 2015-10-15 .
  19. ^ Travis R. Doom. "Aeroderivative Gas Turbines" (PDF) . Retrieved 2015-10-15 .
  20. ^ SATOSHI HADA; et al. "Test Results of the World's First 1,600C J-series Gas Turbine" (PDF) . Retrieved 2015-10-15 .
  21. ^ "Gas Turbines breaking the 60% efficiency barrier" . 2010-01-05 . Retrieved 2015-10-15 .
  22. ^ Waumans, T.; Vleugels, P.; Peirs, J.; Al-Bender, F.; Reynaerts, D. (2006). Rotordynamic behaviour of a micro-turbine rotor on air bearings: modelling techniques and experimental verification, p. 182 (PDF) . ISMA. International Conference on Noise and Vibration Engineering . Retrieved 2013-01-07 .
  23. ^ http://www.uwm.edu.pl/wnt/technicalsc/tech_12/B19.pdf
  24. ^ http://www.rddynamics.com/foil-97-gt-347.pdf
  25. ^ Tamarin, Y. Protective Coatings for Turbine Blades. 2002. ASM International. pp 3-5
  26. ^ "Nickel Based Superalloys" . www.msm.cam.ac.uk . Archived from the original on 25 August 2006.
  27. ^ Latief, F. H.; Kakehi, K. (2013) “Effects of Re content and crystallographic orientation on creep behavior of aluminized Ni-based single crystal superalloys”. Materials & Design 49 : 485-492
  28. ^ Dick, Erik (2015). "Thrust Gas Turbines". Fundamentals of Turbomachines . Dordrecht: Springer. 109 .
  29. ^ "Vulcan APU startup" (video) . [ dead link ]
  30. ^ "Bristol Siddeley Proteus" . Internal Fire Museum of Power. 1999. Archived from the original on 2009-01-18.
  31. ^ "Jet Racer" . Scrapheap Challenge . Season 6. UK. 2003 . Retrieved 2016-03-13 .
  32. ^ a b c d Schreckling, Kurt (1994). Gas Turbines for Model Aircraft . ISBN 0-9510589-1-6 .
  33. ^ Kamps, Thomas (2005). Model Jet Engines . Traplet Publications. ISBN 1-900371-91-X .
  34. ^ Lee S. Langston. "Efficiency by the Numbers" .
  35. ^ Kellner, Tomas (2016-06-17). "Here's Why The Latest Guinness World Record Will Keep France Lit Up Long After Soccer Fans Leave" (Press release). General Electric . Retrieved 2016-06-21 .
  36. ^ Ratliff, Phil; Garbett, Paul; Fischer, Willibald (September 2007). "The New Siemens Gas Turbine SGT5-8000H for More Customer Benefit" (PDF) . VGB PowerTech . Siemens Power Generation . Retrieved 2010-07-17 .
  37. ^ Asgharian, Pouyan; Noroozian, Reza (2016-05-10). "Modeling and simulation of microturbine generation system for simultaneous grid-connected/islanding operation" . IEEE . doi : 10.1109/IranianCEE.2016.7585764 .
  38. ^ Prime Movers in CHP - Steam Turbines, Gas Turbines, Reciprocating Engines, Spark Ignition Archived 26 June 2011 at the Wayback Machine .
  39. ^ a b Jan Peirs. Katholieke Universiteit Leuven , Department of Mechanical Engineering. "Ultra micro gas turbine generator" 2008.
  40. ^ Genuth, Iddo (2007-02-07). "Engine on a Chip" . The Future of Things . Retrieved 2016-06-21 .
  41. ^ "History of Chrysler Corporation Gas Turbine Vehicles" published by the Engineering Section 1979
  42. ^ "Chrysler Corp., Exner Concept Cars 1940 to 1961" undated , retrieved on 2008-05-11.
  43. ^ Bladon Jets And Jaguar Land Rover Win Funding For Gas Turbine Electric Vehicle Project Archived 13 March 2012 at the Wayback Machine .
  44. ^ "Gas Turbines For Autos" . Popular Science . 146 (8): 121. May 1946 . Retrieved 2016-03-13 .
  45. ^ "Gas Turbine Auto" . Popular Mechanics . 101 (3): 90. March 1954 . Retrieved 2016-03-13 .
  46. ^ a b "Turbo Plymouth Threatens Future of Standard" . Popular Science . 165 (1): 102. July 1954 . Retrieved 2016-03-13 .
  47. ^ "Chrysler turbine engines and cars" . Allpar.com . Retrieved 2016-03-13 .
  48. ^ "Italy's Turbo Car Hits 175 m.p.h" . Popular Mechanics . 165 (1): 120. July 1954 . Retrieved 2016-03-13 .
  49. ^ Linden, Lawrence H.; Kumar, Subramanyam; Samuelson, Paul R. (December 1977). Issues in Federally Supported Research on Advanced Automotive Power Systems . Division of Policy Research and Analysis, National Science Foundation. p. 49 . Retrieved 2016-03-13 .
  50. ^ Linden, page 53.
  51. ^ Verrelli, L. D.; Andary, C. J. (May 1972). "Exhaust Emission Analysis of the Williams Research Gas Turbine AMC Hornet" . National Technical Information Service . PB218687 . Retrieved 2016-03-13 .
  52. ^ Norbye, Jan P. (March 1971). "Tiny 80-HP gas turbine to power compact car" . Popular Science . 198 (3): 34 . Retrieved 2016-03-13 .
  53. ^ Ludvigsen, Karl (November 1971). "Williams Turbine Takes the Road". Motor Trend . 23 (11).
  54. ^ Norbye, Jan P.; Dunne, Jim (September 1973). "Gas turbine car: it's now or never" . Popular Science . 302 (3): 59 . Retrieved 2016-03-13 .
  55. ^ 10/31/2007 (2007-10-31). "Article in Green Car" . Greencar.com. Archived from the original on 13 August 2012 . Retrieved 2012-08-13 .
  56. ^ Nagy, Chris (2010-10-01). "The Electric Cat: Jaguar C-X75 Concept Supercar" . Automoblog.net . Retrieved 2016-03-13 .
  57. ^ "Turbine Drives Retired Racing Car." Popular Science , June 1955, p. 89.
  58. ^ "The history of the Howmet TX turbine car of 1968, still the world's only turbine powered race winner" . Pete Stowe Motorsport History. June 2006. Archived from the original on 2008-03-02 . Retrieved 2008-01-31 .
  59. ^ "Serial Hybrid Busses for a Public Transport scheme in Brescia (Italy)" . Draft.fgm-amor.at. Archived from the original on 2012-03-16 . Retrieved 2012-08-13 .
  60. ^ Kay, Antony, German Jet Engine and Gas Turbine Development 1930-1945 , Airlife Publishing, 2002
  61. ^ Richard M Ogorkiewicz, Jane's - The Technology of Tanks , Jane's Information Group, p.259
  62. ^ Walsh, Philip P.; Paul Fletcher (2004). Gas Turbine Performance (2nd ed.). John Wiley and Sons. p. 25. ISBN 978-0-632-06434-2 .
  63. ^ " ' 'The first marine gas turbine, 1947''" . Scienceandsociety.co.uk. 2008-04-23 . Retrieved 2012-08-13 .
  64. ^ Søløven class torpedoboat, 1965 Archived 15 November 2011 at the Wayback Machine .
  65. ^ Willemoes class torpedo/guided missile boat, 1974 Archived 20 August 2011 at the Wayback Machine .
  66. ^ Fast missile boat
  67. ^ "US Coast Guard Historian's website, USCGC ''Point Thatcher'' (WPB-82314)" (PDF) . Retrieved 2012-08-13 .
  68. ^ (1954), Operation of a Marine Gas Turbine Under Sea Conditions . Journal of the American Society for Naval Engineers , 66: 457–466. doi: 10.1111/j.1559-3584.1954.tb03976.x
  69. ^ Future Ship Powering Options: Exploring alternative methods of ship propulsion . Royal Academy of Engineering Prince Philip House. ISBN 9781909327016 .
  70. ^ Naval Education and Training Program Development Center Introduction to Marine Gas Turbines (1978) Naval Education and Training Support Command pp.3
  71. ^ National Research Council (U.S.) Innovation in the Maritime Industry (1979) Maritime Transportation Research Board pp.127-131
  72. ^ "Jetfoil/hydrofoil Historical Snapshot" . Boeing.
  73. ^ "GE - Aviation: GE Goes from Installation to Optimized Reliability for Cruise Ship Gas Turbine Installations" . Geae.com. 2004-03-16. Archived from the original on 2011-04-16 . Retrieved 2012-08-13 .
  74. ^ "CFD for Aero Engines" (PDF) . HCL Technologies. April 2011 . Retrieved 2016-03-13 .
  75. ^ Çengel, Yunus A.; Boles., Michael A. (2011). 9-8. Thermodynamics: An Engineering Approach (7th ed.). New York: McGraw-Hill. p. 510.
  76. ^ "MHI Achieves 1,600°C Turbine Inlet Temperature in Test Operation of World's Highest Thermal Efficiency "J-Series" Gas Turbine" . Mitsubishi Heavy Industries. 2011-05-26. Archived from the original on 2013-11-13.
  77. ^ Brain, Marshall (2000-04-01). "How Gas Turbine Engines Work" . Science.howstuffworks.com . Retrieved 2016-03-13 .

Kusoma zaidi

Viungo vya nje