Gaz Türbini ve Buhar Türbini Arasındaki Fark

Gaz Türbini ve Buhar Türbini

Türbinler, akan bir akışkandaki enerjiyi rotor mekanizmalarını kullanarak mekanik enerjiye dönüştürmek için kullanılan bir turbo makine sınıfıdır. Türbinler genel olarak sıvının termal veya kinetik enerjisini işe dönüştürür. Gaz türbinleri ve buhar türbinleri, çalışmanın çalışma akışkanının entalpi değişiminden üretildiği termal turbo makineleridir; yani sıvının basınç biçimindeki potansiyel enerjisi mekanik enerjiye dönüştürülür.

Akışkan akış türbinlerinin yönüne bağlı olarak eksenel akış türbinleri ve radyal akış türbinleri olarak sınıflandırılır. Teknik olarak bir türbin, kompresörün zıt çalışması olan basınçtaki azalmayla mekanik iş çıkışı sağlayan bir genişleticidir. Bu makale, birçok mühendislik uygulamasında daha yaygın olan eksenel akış türbini türüne odaklanmaktadır..

Bir eksenel akış türbininin temel yapısı, enerjiyi alırken sürekli bir akışkan akışına izin verecek şekilde tasarlanmıştır. Termal türbinlerde, çalışma sıvısı, yüksek sıcaklık ve basınçta, mile bağlı bir döner disk üzerine monte edilmiş açılı bıçaklardan oluşan bir dizi rotor vasıtasıyla yönlendirilir. Her rotor diski arasında, nozul görevi gören ve sıvı akışına kılavuzluk eden sabit bıçaklar monte edilmiştir..

Steam Turbine hakkında daha fazla bilgi

Mekanik işler yapmak için buhar kullanma kavramı uzun süre kullanılsa da, modern buhar türbini 1884 yılında İngiliz mühendis Sir Charles Parsons tarafından tasarlandı..

Buhar türbini, çalışma sıvısı olarak bir kazandan gelen basınçlı buhar kullanır. Türbine giren aşırı ısıtılmış buhar, rotorların kanatlarından geçen basıncını (entalpi) kaybeder ve rotorlar, bağlı oldukları mili hareket ettirir. Buhar türbinleri, yumuşak, sabit bir hızda güç sağlar ve bir buhar türbininin termal verimliliği, pistonlu bir motordan daha yüksektir. Buhar türbininin çalışması daha yüksek RPM durumlarında en uygunudur.

Kesin olarak, türbin, güç üretimi için kullanılan döngüsel işlemin sadece tek bir bileşenidir ve bu, Rankine döngüsü tarafından ideal olarak modellenir. Kazanlar, ısı eşanjörleri, pompalar ve kondansatörler de operasyonun bileşenleridir ancak türbinin parçaları değildir..

Modern günlerde, buhar türbinlerinin birincil kullanımı elektrik enerjisi üretimi içindir, ancak 20. yüzyılın başlarında buhar türbinleri, gemiler ve lokomotif motorları için enerji santrali olarak kullanıldı. Bir istisna olarak, uçak gemileri ve denizaltılar gibi dizel motorların pratik olmadığı bazı deniz sevk sistemlerinde buhar motorları hala kullanılmaktadır.

Gaz Türbini hakkında daha fazla bilgi

Gaz türbini motoru veya sadece bir gaz türbini, çalışma sıvısı olarak hava gibi gazları kullanan bir içten yanmalı motordur. Gaz türbininin çalışmasının termodinamik yönü ideal olarak Brayton çevrimi ile modellenmiştir.

Gaz türbini motoru, buhar türbininin aksine, birkaç temel bileşenden oluşur; bunlar, bir içten yanmalı motorun farklı görevlerini yerine getirmek için dönen bir şaft boyunca monte edilen kompresör, yanma odası ve türbindir. Girişten gaz alımı önce bir eksenel kompresör kullanılarak sıkıştırılır; basit bir türbinin tam tersini yapar. Basınçlı gaz daha sonra, gazın hızını kaybettiği, ancak sıcaklığı ve basıncı daha da arttıran bir difüzör (ayrışan bir meme) aşamasından geçirilir..

Bir sonraki aşamada, gaz, yakıtın gazla karıştırıldığı ve tutuşturulduğu yanma odasına girer. Yanmanın bir sonucu olarak, gazın sıcaklığı ve basıncı inanılmaz derecede yüksek bir seviyeye yükselir. Bu gaz daha sonra türbin bölümünden geçer ve içinden geçerken şafta dönme hareketi üretir. Ortalama büyüklükte bir gaz türbini 10.000 RPM'ye kadar şaft dönüş hızları üretirken, daha küçük türbinler 5 kat daha fazla üretebilir.

Gaz türbinleri, tork (dönen şaft tarafından), itme (yüksek hızlı gaz egzozu ile) veya her ikisini birlikte üretmek için kullanılabilir. İlk durumda, buhar türbininde olduğu gibi, şaft tarafından iletilen mekanik çalışma sadece yüksek sıcaklık ve basınçlı gazın entalpisinin (basıncının) bir dönüşümüdür. Şaft işinin bir kısmı, kompresörü dahili bir mekanizma yoluyla sürmek için kullanılır. Gaz türbininin bu formu esas olarak elektrik enerjisi üretimi için ve tanklar ve hatta otomobiller gibi araçlar için enerji santralleri olarak kullanılır. ABD M1 Abrams tankı, elektrik santrali olarak bir gaz türbini motoru kullanıyor.

İkinci durumda, yüksek basınçlı gaz, hızı arttırmak için bir yakınsak memeden yönlendirilir ve itme, egzoz gazı tarafından üretilir. Bu tür gaz türbinine genellikle askeri savaş uçaklarına güç veren Jet motoru veya turbojet motoru denir. Turbofan yukarıdakilerin gelişmiş bir varyantıdır ve hem itme hem de iş üretiminin kombinasyonu, pervaneyi tahrik etmek için şaft işinin kullanıldığı turboprop motorlarda kullanılır..

Belirli görevler için tasarlanmış gaz türbinlerinin birçok çeşidi vardır. Yüksek güç / ağırlık oranı, daha az titreşim, yüksek çalışma hızları ve güvenilirliği nedeniyle diğer motorlara (çoğunlukla pistonlu motorlara) tercih edilirler. Atık ısı neredeyse tamamen egzoz olarak dağıtılır. Elektrik enerjisi üretiminde, bu atık termal enerji, bir buhar türbini çalıştırmak için suyu kaynatmak için kullanılır. Süreç, kombine çevrim güç üretimi olarak bilinir.

Buhar Türbini ve Gaz Türbini arasındaki fark nedir?

• Buhar türbini çalışma sıvısı olarak yüksek basınçlı buhar kullanırken gaz türbini çalışma sıvısı olarak hava veya başka bir gaz kullanır.

• Buhar türbini temelde iş çıkışı olarak tork veren bir genişleticidir, gaz türbini ise tork veya itme olarak çalışma sağlamak için döngüsel bir işlem yürüten kompresör, yanma odası ve türbinin birleşik cihazıdır..

• Buhar türbini, Rankine döngüsünün yalnızca bir adımını gerçekleştiren bir bileşendir, gaz türbini motoru ise tüm Brayton döngüsünü yürütür.

• Gaz türbinleri iş çıkışı olarak tork veya itme gücü sunabilirken, buhar türbinleri hemen hemen her zaman iş çıkışı olarak tork sağlar.

• Gaz türbinlerinin yüksek çalışma sıcaklıkları nedeniyle gaz türbinlerinin verimi buhar türbininden çok daha yüksektir. (Gaz türbinleri ~ 1500 0C ve buhar türbinleri ~ 550 0C)

• Gaz türbinleri için gerekli alan buhar türbini işletiminden çok daha azdır, çünkü buhar türbini, ısı ilavesi için harici olarak bağlanması gereken kazanlar ve ısı eşanjörleri gerektirir..

• Gaz türbinleri daha çok yönlüdür, çünkü birçok yakıt kullanılabilir ve sürekli beslenmesi gereken çalışma sıvısı her yerde (hava) kolayca bulunabilir. Buhar türbinleri ise operasyon için büyük miktarda su gerektirir ve buzlanma nedeniyle düşük sıcaklıklarda sorunlara neden olma eğilimindedir..