ガスタービンの構成部品と原理
ガスタービン部品とプリンアイプル: –ガスタービンは、作動流体が空気そのものである内燃機関の一種です。 エンジンは燃料から化学エネルギーを抽出するために使用され、またエンジンとプロペラを駆動する作動流体としてガスエネルギーを使用することによって化学エネルギーを機械エネルギーに変換するためにも使用され、これにより航空機が推進されます。
ガスタービン部品
1.入口
エンジンを健全に保つためには、空気がダクトから無制限に流れ続けるようにし、吸気ダクトもきれいで清潔な状態に保つ必要があります。 入口にきれいで乱れのない空気流を提供し、エンジンに供給すると効率が向上し、エンジンを浸食、腐食、または損傷から保護することが推奨されます。
また、空気流のすべての条件に関して空気流損失が最小限になるように、フェアリングをエンジンの空気入口ダクトと吸気ダクト内に取り付ける必要があることも提案されています。
2. コンプレッサー
コンプレッサーは、タービンを効率的に動作させるために必要な量の空気をタービンに供給する役割を果たします。 これに加えて、非常に高い静圧で空気を供給する必要があります。 一般に知られている後部コンプレッサーの圧力と前部コンプレッサーの圧力の比は 9:5 です。
3. ディフューザー
空気はコンプレッサーのガイドベーンを通って出て、そこで空気流の成分が直線の流れに変換されます。 この後、空気は分岐ダクトであるディフューザーセクションに入ります。 ディフューザーの基本的な機能は空気力学です。
4. 燃焼器
空気がディフューザーを通過すると、燃焼器として知られる燃焼セクションに入ります。 燃焼セクションには、燃料と空気の燃焼を制御する役割があります。 あらゆる動作条件で均一に加熱されたガスにスムーズで安定した流れを提供するには、放出される熱は空気が膨張して加速されるような形でなければなりません。 最小限の圧力損失と最大限の熱放出でこのタスクを達成することが必須です。
5.タービン
タービン エンジンには 4 段タービンがあり、空気燃料の気体エネルギーを機械エネルギーに変換し、減速機やプロペラの助けを借りてコンプレッサーを動かします。 タービンは、高温高圧のガスを低温低圧に膨張させ、気体のエネルギーを機械エネルギーに変換する機能を持っています。
6. 排気
ガスがタービンを通過すると、排気口から排出されます。 ほとんどのガスエネルギーはタービンの助けによって機械エネルギーに変換され、十分な量のパワーが排気ガスに残ります。 この残りのガスは排気の収束ダクトを通じて加速され、飛行機の走行時にさらに有効になります。
ガスタービンの動作原理
ガスタービンが動作する基本原理は、化学燃料からエネルギーを抽出するために使用されるすべてのエンジンと同じです。 内燃エンジンに関して最も一般的に知られている 4 つのステップは次のとおりです。
1.エアインテーク。
2.空気圧縮。
3.燃焼。燃料が噴射され、貯蔵されたエネルギーに変換されます。
4.変換されたエネルギーが利用される拡大と消滅。
車や飛行機のエンジンなどのピストン エンジンの場合、シリンダー ヘッド内での吸気、圧縮、燃焼、排気が行われますが、ピストンが連続的に上下するため、そのタイミングは異なります。
タービンエンジンの場合、同じ 4 つのステップが同時に、しかし異なる場所で発生します。 この根本的な違いにより、タービンには次のように知られるさまざまなエンジン セクションがあります。
1.入口部
2.コンプレッサー部
3.燃焼部
4.タービンと排気セクション。
エンジンのタービンセクションは、プロペラの駆動に使用される出力として使用可能なシャフト出力を生成する役割を果たします。 これ以外に、コンプレッサーとエンジン補機を駆動するための電力が供給されなければなりません。 これは、高温、高圧、高速のガスにさらされることによって行われ、ガスエネルギーがシャフトパワーの形で機械エネルギーに変換されます。
ガスタービンの構成部品と原理
供給される空気の質量は、必要な電力を生成するためにタービンに供給されることになっているため、非常に大きくなければなりません。 供給される空気は、空気を抽出してエンジンに取り込むコンプレッサーの助けを借りて行われ、そこで圧縮されてタービンに高圧空気が供給されます。 コンプレッサーの役割は、タービンからの機械エネルギーを圧力または温度の形でガスエネルギーに変換することです。
コンプレッサーとタービンの場合効率が 100% であれば、コンプレッサーはタービンに必要な空気をすべて供給し、同時にタービンはコンプレッサーの駆動に必要な電力を供給することになります。 この場合、摩擦損失としては永久機関のみが存在し、機械システムの非効率性により永久機関は適切に機能しません。
これ以外に、発生している損失に対応するために、空気以外の追加のエネルギーも必要になります。 必要な出力は、コンプレッサーのすぐ先にあるエンジンからのものです。 したがって、余剰電力を生成するには、より多くのエネルギーを空気に追加する必要があります。 燃料からの化学エネルギーは燃焼され、空気が燃焼器自体を通過する必要があるため、高温かつ高速の形でガスエネルギーに変換されます。 ガスエネルギーは再びタービンの機械エネルギーに変換され、コンプレッサーとシャフトを駆動する動力を提供します。