Разлика између гасне турбине и парне турбине

Гасна турбина вс парна турбина

Турбине су класа турбо машина које се користе за претварање енергије у течности у механичку енергију коришћењем механизама ротора. Турбине, генерално, претварају или топлотну или кинетичку енергију течности у рад. Плинске турбине и парне турбине су термичке турбо машине, где је рад настао променом енталпије радне течности; тј. Потенцијална енергија течности у облику притиска претвара се у механичку енергију.

На основу смера протока флуида турбине се сврставају у турбине аксијалног протока и турбине са радијалним протоком. Технички гледано, турбина је експандер који омогућава смањење механичког рада смањењем притиска, што је супротан рад компресора. Овај се чланак фокусира на турбину осног протока, што је чешће у многим инжењерским примјенама.

Основна структура турбине аксијалног протока дизајнирана је тако да омогућава континуирани проток течности, уз истовремено извлачење енергије. У термалним турбинама, радна течност, при високој температури и притиску, усмерава се кроз низ ротора који се састоје од углованих сечива монтираних на ротирајућем диску причвршћеном на вратило. Између сваког диска ротора постављени су стационарни ножеви, који дјелују као млазнице и водичи у проток течности.

Више о парној турбини

Иако се концепт коришћења паре за обављање механичких радова дуго користио, модерну парну турбину дизајнирао је енглески инжењер Сир Цхарлес Парсонс 1884. године..

Парна турбина користи паре под притиском из котла као радну течност. Прегрејана пара која улази у турбину губи притисак (енталпија) крећући се кроз лопатице ротора, а ротори померају осовину на коју су повезани. Парне турбине испоручују снагу глатком и константном брзином, а топлотна ефикасност парне турбине већа је од оне код окретног мотора. Рад парних турбина је оптималан код виших стања обртаја.

Строго, турбина је само једна компонента цикличког рада који се користи за производњу електричне енергије, а који је у идеалном моделу Ранкине циклус. Котлови, измењивачи топлоте, пумпе и кондензатори су такође компоненте рада, али нису делови турбине.

У модерним данима примарна употреба парних турбина је за производњу електричне енергије, али су се почетком 20. века парне турбине користиле као електрана за бродове и локомотиве. Изузетно, у неким бродским погонским системима где су дизел мотори непрактични, као што су носачи авиона и подморнице, парни мотори се и даље користе.

Више о гасној турбини

Мотор на турбину са гасом или једноставно гасна турбина је мотор са унутрашњим сагоревањем, који користи гасове попут ваздуха као радну течност. Термодинамички аспект рада гасне турбине идеално је моделиран Браитоновим циклусом.

Мотор са турбином за гас, за разлику од парне турбине, састоји се од неколико кључних компоненти; То су компресор, комора за сагоревање и турбина, који су састављени уз окретну осовину, како би обављали различите задатке мотора са унутрашњим сагоревањем. Улаз гаса из довода прво се компримира помоћу аксијалног компресора; која изводи управо супротно од једноставне турбине. Гас под притиском се затим усмерава кроз фазу дифузора (диверзна млазница), у којој гас губи брзину, али додатно повећава температуру и притисак.

У следећој фази, гас улази у комору за сагоревање где се гориво помеша са гасом и запали. Као резултат сагоревања температура и притисак гаса порасту на невероватно висок ниво. Тај гас тада пролази кроз део турбине, а када пролази кроз њега ствара се ротационо кретање до осовине. Плинска турбина просечне величине производи стопу обртаја осовине чак 10.000 о / мин, док мање турбине могу произвести 5 пута више.

Плинске турбине могу се користити за производњу обртног момента (помоћу окретног вратила), потиска (великом брзином гаса) или обоје у комбинацији. У првом случају, као у парној турбини, механички рад осовине је само трансформација енталпије (притиска) гаса високе температуре и притиска. Део на вратилу користи се за погон компресора кроз унутрашњи механизам. Овај облик гасне турбине користи се углавном за производњу електричне енергије и као електране за возила као што су тенкови, па чак и аутомобили. Амерички тенк М1 Абрамс користи погонски мотор са гасним турбинама.

У другом случају, гас под високим притиском се усмерава преко конвергентне млазнице за повећање брзине, а потисак ствара издувни гас. Ова врста гасне турбине често се назива Јет енгине или турбојет, који покреће војне борбене авионе. Турбофан је напредна варијанта горе, а комбинација потиска и радне снаге користи се у турбопроп моторима, где се рад осовине користи за погон пропелера..

Постоји много варијанти гасних турбина дизајнираних за специфичне задатке. Преферирају их у односу на остале моторе (углавном моторе са ротацијом) због високог односа снаге и тежине, мање вибрација, велике брзине рада и поузданости. Отпадна топлота се готово у потпуности расипа као издувни гас. У производњи електричне енергије, ова отпадна топлотна енергија користи се да кључа воду за покретање парне турбине. Процес је познат као комбинована производња електричне енергије.

Која је разлика између парне турбине и гасне турбине?

• Парна турбина као радни флуид користи пару високог притиска, док плинска турбина користи ваздух или неки други гас као радни флуид.

• Парна турбина је у основи експандер који даје обртни момент као радни излаз, док је плинска турбина комбиновани уређај компресора, коморе за сагоревање и турбине који спроводе цикличку операцију како би испоручили рад као обртни момент или потисак..

• Парна турбина је само компонента која врши један корак Ранкине циклуса, док мотор са турбинама за гас спроводи читав Браитон циклус.

• Плинске турбине могу да дају било какав обртни момент или потисак као радни излаз, док парне турбине скоро читаво време дају обртни момент као радни излаз.

• Ефикасност гасних турбина је много већа од парне турбине због виших радних температура гасних турбина. (Гасне турбине ~ 1500 0Ц и парне турбине ~ 550 0Ц)

• Простор потребан гасним турбинама је много мањи од рада парних турбина, јер парна турбина захтева бојлере и измењиваче топлоте, који би требало да буду спојени споља за додавање топлоте.

• Плинске турбине су свестраније, јер се могу користити многа горива, а радна течност, која се мора непрекидно доводити, је лако доступна свуда (ваздух). Парне турбине, с друге стране, захтевају велике количине воде за рад и обично стварају проблеме на нижим температурама због залеђивања.