የጋዝ ተርባይን vs የእንፋሎት ተርባይን
ተርባይኖች በሚፈስ ፈሳሽ ውስጥ ያለውን ሃይል በ rotor ስልቶች በመጠቀም ወደ ሜካኒካል ሃይል ለመቀየር የሚያገለግሉ የቱርቦ ማሽነሪዎች ክፍል ናቸው። በአጠቃላይ ተርባይኖች የፈሳሹን የሙቀት ወይም የኪነቲክ ሃይል ወደ ስራ ይለውጣሉ። ጋዝ ተርባይኖች እና የእንፋሎት ተርባይኖች ሥራ ፈሳሽ enthalpy ለውጥ የመነጨ የት አማቂ ተርቦ ማሽነሪዎች ናቸው; ማለትም የፈሳሹ እምቅ ሃይል በግፊት መልክ ወደ ሜካኒካል ሃይል ይቀየራል።
በፈሳሽ ፍሰት አቅጣጫ ላይ በመመስረት ተርባይኖች ወደ አክሲያል ፍሰት ተርባይኖች እና ራዲያል ፍሰት ተርባይኖች ተከፍለዋል።በቴክኒክ ተርባይን ማስፋፊያ ነው ፣ በግፊት መቀነስ የሜካኒካል ስራ ውጤትን ይሰጣል ፣ ይህ ደግሞ የመጭመቂያው ተቃራኒ ተግባር ነው። ይህ መጣጥፍ የሚያተኩረው በብዙ የምህንድስና አፕሊኬሽኖች ውስጥ በብዛት በሚታወቀው የአክሲያል ፍሰት ተርባይን አይነት ላይ ነው።
የአክሲያል ፍሰት ተርባይን መሰረታዊ መዋቅር ሃይሉን በሚወጣበት ጊዜ የማያቋርጥ ፈሳሽ እንዲኖር ታስቦ ነው። በሙቀት ተርባይኖች ውስጥ የሚሠራው ፈሳሽ በከፍተኛ ሙቀት እና ግፊት ወደ ዘንግ በተጣበቀ በሚሽከረከር ዲስክ ላይ በተገጠመ የማዕዘን ምላጭ ባካተተ rotors ተከታታይ በኩል ይመራል. በእያንዳንዱ የ rotor ዲስኮች መካከል ቋሚ ቢላዎች ተጭነዋል፣ ይህም እንደ አፍንጫ እና ወደ ፈሳሽ ፍሰት የሚመራ ነው።
ተጨማሪ ስለSteam Turbine
በእንፋሎት ለሜካኒካል ሥራ የመጠቀም ፅንሰ-ሀሳብ ለረጅም ጊዜ ጥቅም ላይ ቢውልም ዘመናዊው የእንፋሎት ተርባይን የተነደፈው በእንግሊዛዊው ኢንጂነር ሰር ቻርለስ ፓርሰን በ1884 ነው።
የእንፋሎት ተርባይኑ ከቦይለር የሚወጣ ግፊት ያለው እንፋሎት እንደ የስራ ፈሳሽ ይጠቀማል።ወደ ተርባይኑ የሚገባው ከፍተኛ ሙቀት ያለው እንፋሎት በሮተሮቹ ምላጭ ውስጥ የሚንቀሳቀሰውን ግፊት (enthalpy) ያጣል፣ እና ሮተሮቹ የተገናኙበትን ዘንግ ያንቀሳቅሳሉ። የእንፋሎት ተርባይኖች ኃይልን በተቀላጠፈ እና በቋሚ ፍጥነት ይሰጣሉ እና የእንፋሎት ተርባይን የሙቀት ቅልጥፍና ከተለዋዋጭ ሞተር የበለጠ ነው። በከፍተኛ RPM ግዛቶች የእንፋሎት ተርባይን አሠራር በጣም ጥሩ ነው።
በቀጥታ፣ ተርባይኑ ለኃይል ማመንጫ የሚውለው የሳይክል ኦፕሬሽን አንድ አካል ብቻ ነው፣ እሱም በጥሩ ሁኔታ በ Rankine ዑደት ተቀርጿል። ቦይለሮቹ፣ ሙቀት መለዋወጫዎች፣ ፓምፖች እና ኮንዲሰሮችም የኦፕሬሽኑ አካላት ናቸው ነገር ግን የተርባይኑ ክፍሎች አይደሉም።
በዘመናችን የእንፋሎት ተርባይኖችን ቀዳሚ ጥቅም ላይ የሚውለው ለኤሌክትሪክ ሃይል ማመንጨት ቢሆንም በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ የእንፋሎት ተርባይኖች ለመርከብ እና ለሎኮሞቲቭ ሞተሮች የሃይል ማመንጫ ይጠቀሙ ነበር። እንደ አውሮፕላን ማጓጓዣ እና ሰርጓጅ መርከቦች ያሉ የናፍታ ሞተሮች ሊተገበሩ በማይችሉባቸው አንዳንድ የባህር ማጓጓዣ ዘዴዎች ውስጥ የእንፋሎት ሞተሮች አሁንም ጥቅም ላይ ይውላሉ።
ተጨማሪ ስለ ጋዝ ተርባይን
የጋዝ ተርባይን ሞተር ወይም በቀላሉ ጋዝ ተርባይን እንደ አየር እንደ የስራ ፈሳሽ ያሉ ጋዞችን በመጠቀም የውስጥ ተቀጣጣይ ሞተር ነው። የጋዝ ተርባይን አሠራር ቴርሞዳይናሚክ ገጽታ በጥሩ ሁኔታ በBrayton ዑደት ተቀርጿል።
የጋዝ ተርባይን ሞተር፣ ከእንፋሎት ተርባይን በተለየ መልኩ በርካታ ቁልፍ ክፍሎችን ያቀፈ ነው። እነዚህም መጭመቂያ፣ ማቃጠያ ክፍል እና ተርባይን ሲሆኑ፣ በሚሽከረከረው ዘንግ ላይ የሚገጣጠሙ፣ የውስጥ ለቃጠሎ ሞተር የተለያዩ ተግባራትን ለማከናወን። ከመግቢያው ውስጥ የጋዝ ቅበላ በመጀመሪያ axial compressor በመጠቀም ይጨመቃል; ከቀላል ተርባይን ትክክለኛ ተቃራኒውን የሚያከናውን. የተተከለው ጋዝ በአሰራጭ (ዳይቨርጂንግ ኖዝል) ደረጃ ተመርቷል፣ በዚህ ጊዜ ጋዙ ፍጥነቱን ያጣል፣ ነገር ግን የሙቀት መጠኑን እና ግፊቱን የበለጠ ይጨምራል።
በሚቀጥለው ደረጃ ጋዝ ወደ ማቃጠያ ክፍል ውስጥ ይገባል ነዳጅ ከጋዙ ጋር ተቀላቅሎ ይቀጣጠላል። በቃጠሎው ምክንያት, የጋዝ ሙቀት እና ግፊት በሚያስደንቅ ሁኔታ ወደ ከፍተኛ ደረጃ ከፍ ይላል.ይህ ጋዝ በተርባይኑ ክፍል ውስጥ ያልፋል, እና በሚያልፉበት ጊዜ ወደ ዘንግ የሚዞር እንቅስቃሴን ያመጣል. አማካኝ መጠን ያለው ጋዝ ተርባይን የዘንግ ሽክርክር ፍጥነትን እስከ 10,000 RPM ያመርታል፣ ትናንሽ ተርባይኖች ደግሞ 5 እጥፍ ሊያመርቱ ይችላሉ።
የጋዝ ተርባይኖች ጉልበት (በሚሽከረከረው ዘንግ)፣ በግፊት (በከፍተኛ ፍጥነት የጋዝ ጭስ ማውጫ) ወይም ሁለቱንም በጥምረት ለማምረት ሊያገለግሉ ይችላሉ። በመጀመሪያው ሁኔታ ፣ ልክ በእንፋሎት ተርባይን ውስጥ ፣ በዘንጉ የሚቀርበው ሜካኒካል ስራ የከፍተኛ ሙቀት እና የግፊት ጋዝ ለውጥ ብቻ ነው። የሻፍ ስራው ክፍል መጭመቂያውን በውስጣዊ አሠራር ውስጥ ለማሽከርከር ያገለግላል. ይህ የጋዝ ተርባይን ቅርጽ በዋናነት ለኤሌክትሪክ ኃይል ማመንጫ እና እንደ ታንኮች እና መኪናዎች ላሉ ተሽከርካሪዎች እንደ ኃይል ማመንጫዎች ያገለግላል. የዩኤስ ኤም 1 አብራምስ ታንክ እንደ ሃይል ማመንጫው የጋዝ ተርባይን ሞተር ይጠቀማል።
በሁለተኛው ሁኔታ ከፍተኛ ግፊት ያለው ጋዝ ፍጥነትን ለመጨመር በሚሰበሰብበት አፍንጫ በኩል ይመራል እና ግፊቱ የሚፈጠረው በጭስ ማውጫው ነው።ይህ ዓይነቱ የጋዝ ተርባይን ብዙውን ጊዜ የወታደራዊ ተዋጊ አውሮፕላኖችን የሚያንቀሳቅሰው ጄት ሞተር ወይም ቱርቦጄት ሞተር ይባላል። ቱርቦፋን ከላይ ያለው የላቀ ልዩነት ነው፣ እና የሁለቱም የግፊት እና የስራ ፈጠራ ጥምረት በቱርቦፕሮፕ ሞተሮች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ የዘንጉ ስራ ፕሮፖለርን ለመንዳት ያገለግላል።
ለተወሰኑ ተግባራት የተነደፉ ብዙ የጋዝ ተርባይኖች ልዩነቶች አሉ። ከሌሎች ሞተሮች (በዋነኛነት ተገላቢጦሽ ሞተሮች) የሚመረጡት ከከፍተኛ ኃይል እስከ ክብደት ጥምርታ፣ አነስተኛ ንዝረት፣ ከፍተኛ የስራ ፍጥነቶች እና አስተማማኝነት በመኖሩ ነው። የቆሻሻ ሙቀቱ ከሞላ ጎደል እንደ ጭስ ማውጫ ይለቀቃል. በኤሌክትሪክ ሃይል ማመንጨት፣ ይህ ቆሻሻ የሙቀት ኃይል የእንፋሎት ተርባይን ለማንቀሳቀስ ውሃ ለማፍላት ይጠቅማል። ሂደቱ ጥምር ዑደት ሃይል ማመንጨት በመባል ይታወቃል።
በSteam ተርባይን እና በጋዝ ተርባይን መካከል ያለው ልዩነት ምንድን ነው?
• የእንፋሎት ተርባይን ከፍተኛ ግፊት ያለው እንፋሎትን እንደ የስራ ፈሳሹ ይጠቀማል፣ ጋዝ ተርባይኑ ደግሞ አየር ወይም ሌላ ጋዝ እንደ የስራ ፈሳሽ ይጠቀማል።
• የእንፋሎት ተርባይን በመሠረቱ እንደ ሥራው ውጤት ማስፋፊያ ነው፣ ጋዝ ተርባይን ደግሞ የኮምፕረርተር፣ የቃጠሎ ክፍል እና ተርባይን የተቀናጀ የሳይክል ኦፕሬሽን የሚፈጽም ስራን እንደ ማሽከርከር ወይም መገፋፋት ነው።
• የእንፋሎት ተርባይን የ Rankine ዑደቱን አንድ እርምጃ የሚያስፈጽም አካል ብቻ ሲሆን የጋዝ ተርባይን ሞተር ግን ሙሉውን የBrayton ዑደት ያስፈጽማል።
• የጋዝ ተርባይኖች እንደ ሥራው ውጤት ማሽከርከርም ሆነ መገፋፋት ይችላሉ ፣ የእንፋሎት ተርባይኖች ሁል ጊዜ ማለት ይቻላል እንደ የሥራው ውጤት ማሽከርከርን ይሰጣሉ።
• የጋዝ ተርባይኖች ከፍተኛ የሥራ ሙቀት በመኖሩ ምክንያት የጋዝ ተርባይኖች ውጤታማነት ከእንፋሎት ተርባይኑ በጣም የላቀ ነው። (የጋዝ ተርባይኖች ~1500 0ሲ እና የእንፋሎት ተርባይኖች ~550 0C)
• ለጋዝ ተርባይኖች የሚያስፈልገው ቦታ ከእንፋሎት ተርባይን አሠራር በእጅጉ ያነሰ ነው፣ ምክንያቱም የእንፋሎት ተርባይን ቦይለር እና ሙቀት መለዋወጫ ስለሚፈልግ ለሙቀት መጨመር በውጪ መገናኘት አለበት።
• የጋዝ ተርባይኖች የበለጠ ሁለገብ ናቸው። በሌላ በኩል የእንፋሎት ተርባይኖች ለቀዶ ጥገናው ከፍተኛ መጠን ያለው ውሃ ይፈልጋሉ እና በዝቅተኛ የሙቀት መጠን በበረዶ መጨናነቅ ምክንያት ችግር ይፈጥራሉ።
