Bagaimana cara kerja turbin gas?

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Turbin gas adalah mesin di mana, dalam proses operasi berkelanjutan, organ utama perangkat (rotor) mengubah energi internal gas (dalam kasus lain, uap atau air) menjadi kerja mekanis. Dalam hal ini, pancaran zat kerja bekerja pada bilah yang dipasang di sekitar keliling rotor, membuatnya bergerak. Dalam arah aliran gas, turbin dibagi menjadi aksial (gas bergerak sejajar dengan sumbu turbin) atau radial (gerakan tegak lurus relatif terhadap sumbu yang sama). Ada mekanisme tunggal dan multi-tahap.

Turbin gas dapat bekerja pada sudu dengan dua cara. Pertama, ini adalah proses aktif, ketika gas dipasok ke area kerja dengan kecepatan tinggi. Dalam hal ini, aliran gas cenderung bergerak dalam garis lurus, dan bagian bilah melengkung yang menghalangi jalannya, membelokkannya sendiri. Kedua, ini adalah proses tipe reaktif, ketika laju suplai gas rendah, tetapi digunakan tekanan tinggi. Hampir tidak ada mesin tipe jet dalam bentuknya yang murni, karena pada turbinnya terdapat gaya sentrifugal yang bekerja pada sudu-sudu bersamaan dengan gaya reaksi.

Di mana turbin gas digunakan hari ini? Prinsip pengoperasian perangkat memungkinkannya digunakan untuk penggerak generator arus listrik, kompresor, dll. Turbin jenis ini banyak digunakan dalam transportasi (instalasi turbin gas kapal). Dibandingkan dengan analog steam, mereka memiliki berat dan dimensi yang relatif kecil, mereka tidak memerlukan pengaturan ruang boiler, unit kondensasi.

Turbin gas siap dioperasikan dengan cukup cepat setelah dinyalakan, menghasilkan tenaga penuh dalam waktu sekitar 10 menit, mudah dirawat, membutuhkan sedikit air untuk pendinginan. Tidak seperti mesin pembakaran internal, tidak memiliki efek inersia dari mekanisme engkol. Sebuah pabrik turbin gas adalah satu setengah kali lebih pendek dari mesin diesel dan lebih dari dua kali lebih ringan. Perangkat memiliki kemampuan untuk berjalan dengan bahan bakar berkualitas rendah. Kualitas di atas memungkinkan untuk mempertimbangkan mesin dengan minat khusus ini untuk hovercraft dan hidrofoil.

Turbin gas sebagai komponen utama mesin memiliki sejumlah kelemahan yang signifikan. Diantaranya, kebisingan tinggi dicatat, lebih rendah dari mesin diesel, efisiensi, periode operasi yang singkat pada suhu tinggi (jika media gas yang digunakan memiliki suhu rata-rata sekitar 1100 hingga 750 jam).

Efisiensi turbin gas tergantung pada sistem yang digunakan. Misalnya, perangkatdigunakan dalam industri tenaga dengan suhu awal gas di atas 1300 derajat Celcius, dengan rasio kompresi udara di kompresor tidak lebih dari 23 dan tidak kurang dari 17, memiliki koefisien sekitar 38,5% dalam operasi otonom. Turbin semacam itu tidak terlalu tersebar luas dan terutama digunakan untuk menutupi puncak beban dalam sistem kelistrikan. Saat ini, sekitar 15 turbin gas dengan kapasitas hingga 30 MW beroperasi di sejumlah pembangkit listrik termal di Rusia. Pada instalasi multi-tahap, efisiensi yang jauh lebih tinggi (sekitar 0,93) dicapai karena efisiensi elemen struktural yang tinggi.