Spaľovacia turbína: Rozdiel medzi revíziami

z Wikipédie, slobodnej encyklopédie
Smazaný obsah Přidaný obsah
JAnDbot (diskusia | príspevky)
d robot Odobral: pl:Silnik turbowałowy
d fix.
Riadok 1: Riadok 1:
[[Obrázok:Jet engine numbered.svg|thumb|400px|Schéma spaľovacej turbíny:</br>
[[Obrázok:Jet engine numbered.svg|thumb|Schéma spaľovacej turbíny:</br>
1 - Vstup</br>
1 - Vstup</br>
2 - Nízkotlaká časť kompresora</br>
2 - Nízkotlaká časť kompresora</br>
Riadok 10: Riadok 10:
9 - Studená časť</br>
9 - Studená časť</br>
10 - Vstup vzduchu]]
10 - Vstup vzduchu]]
[[Obrázok:PRATT_&_WHITNEY_J57.jpg|thumb|250px|Prúdový motor [[Pratt & WHittney]].]]
[[Obrázok:PRATT_&_WHITNEY_J57.jpg|thumb|Prúdový motor [[Pratt & WHittney]].]]
'''Spaľovacia turbína''' je [[tepelný stroj]], ktorého pracovnou látkou sú spaliny vzniknuté [[spaľovanie|spaľovaním]] [[palivo|paliva]] v [[spaľovacia komora|spaľovacej komore]]. Vstreknuté palivo sa spaľuje so [[vzduch]]om, ktorý sa predtým stláča v [[kompresor]]e. Spaliny pri prechode [[turbína|turbínou]] odovzdávajú jej lopatkám svoju [[kinetická energia|kinetickú]] energiu.
'''Spaľovacia turbína''' je [[tepelný stroj]], ktorého pracovnou látkou sú spaliny vzniknuté [[spaľovanie|spaľovaním]] [[palivo|paliva]] v [[spaľovacia komora|spaľovacej komore]]. Vstreknuté palivo sa spaľuje so [[vzduch]]om, ktorý sa predtým stláča v [[kompresor]]e. Spaliny pri prechode [[turbína|turbínou]] odovzdávajú jej lopatkám svoju [[kinetická energia|kinetickú]] energiu.


Riadok 50: Riadok 50:


==Využitie spaľovacích turbín==
==Využitie spaľovacích turbín==
[[Obrázok:GE90 B777-200LR.JPG|thumb|250px|Čelný pohľad na vstup do spaľovacej turbíny leteckého motora.]]
[[Obrázok:GE90 B777-200LR.JPG|thumb|Čelný pohľad na vstup do spaľovacej turbíny leteckého motora.]]
Spaľovacie turbíny našli uplatnenie pre pohon:
Spaľovacie turbíny našli uplatnenie pre pohon:
* ''cestných [[vozidlo|vozidiel]]'' - s výkonmi 100 - 500 kW
* ''cestných [[vozidlo|vozidiel]]'' - s výkonmi 100 - 500 kW
Riadok 62: Riadok 62:


==Zdroje==
==Zdroje==
Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.
* Trnka J., Urban J.: ''Spaľovacie motory''. Alfa Bratislava, 1992.


==Iné projekty==
==Iné projekty==

Verzia z 00:58, 23. január 2011

Schéma spaľovacej turbíny:
1 - Vstup
2 - Nízkotlaká časť kompresora
3 - Vysokotlaká časť kompresora
4 - Spaľovanie
5 - Výstup spalín
6 - Horúca časť
7 - Turbína
8 - Spaľovacia komora
9 - Studená časť
10 - Vstup vzduchu
Prúdový motor Pratt & WHittney.

Spaľovacia turbína je tepelný stroj, ktorého pracovnou látkou sú spaliny vzniknuté spaľovaním paliva v spaľovacej komore. Vstreknuté palivo sa spaľuje so vzduchom, ktorý sa predtým stláča v kompresore. Spaliny pri prechode turbínou odovzdávajú jej lopatkám svoju kinetickú energiu.

Spaľovacia turbína patrí do skupiny spaľovacích motorov s vnútorným spaľovaním, pretože spaľovacia komora je jej súčasť.

Princíp práce

Kompresor spaľovacej turbíny, váčšinou riešený ako lopatkový turbokompresor nasáva atmosférický vzduch ktorý stláča na vyšší tlak sprevádzaný vzostupom teploty. Stlačený vzduch sa vedie do spaľovacej komory, kam sa priebežne vstrekuje palivo, ktoré sa v stlačenom vzduchu spaľuje. Pretože spaľovacia komora nie je uzavretá, ale vedie spaliny na lopatky turbíny, dochádza len k miernemu nárastu tlaku spalín. Energia získaná spálením paliva sa premení hlavne na tepelnú a kinetickú energiu spalín. Na lopatkách turbíny sa časť energie spalín premieňa na mechanickú tým, že roztáča rotor turbíny. Časť vytvorenej mechanickej energie sa odvedie hriadeľom, časť sa použije na pohon turbokompresora. Zvyšná časť ostáva vo forme tepelnej a kinetickej energie spalín.

Pretože spaľovanie prebieha pri približne konštantnom tlaku, takáto turbína sa nazýva aj izobarická, alebo rovnotlaká. Jej zjednodušený teoretický model popisuje Eriksonov-Braytonov cyklus, alebo Jouleov-Braytonov cyklus pri predpoklade izotermickej kompresie a expanzie a úplnej regenerácie tepla.

Konštrukčné riešenia

Termodynamická a celková účinnosť rovnotlakých turbín je v jednoduchom jednohriadeľovom usporiadaní nízka, pohybuje sa na úrovni 30 až 50% účinnosti vznetových motorov.

Pre dosiahnutie vhodných vlastností pre rôzne účely použitia sa turbíny konštruujú v dvojhriadeľovom, prípadne viachriadeľovom usporiadaní. Jednotlivé hriadele spájajú turbínu s kompresorom, alebo odvádzajú efektívny výkon z turbíny von. Takéto riešenia obsahujú viacero kompresorov a viacero turbín, ktoré sú pneumaticky zapojené do série. To znamená že vzduch alebo spaliny prechádzajú postupne dvoma a viac obežnými kolesami a v každom sa zväčšuje kompresia, alebo expanzia. Pre ďalšie zlepšenie účinnosti môže byť do cesty zaradený aj výmenník tepla, v ktorom odchádzajúce spaliny ohrievajú prichádzajúci vzduch.

Kompresor

Kompresory spaľovacej turbíny sa podľa prevažujúceho prúdenia vzduchu delia na:

  • axiálne - v ktorých vzduch prúdi prevažne v smere osi rotácie rotora.
Bližšie informácie v hlavnom článku: Axiálny kompresor
  • radiálne - v ktorých sa smer prúdenia mení, avšak na významej časti dráhy je kolmý na os rotácie rotora.
Bližšie informácie v hlavnom článku: Radiálny kompresor

Vlastnosti spaľovacích turbín

V porovaní s piestovými spaľovacími motormi majú turbiny výhody:

  • nižší obsah škodlivín v spalinách
  • malé nároky na kvalitu paliva
  • vysoká pravidelnosť chodu a malá nevyváženosť
  • ľahká štartovateľnosť
  • nízka výkonová hmotnosť
  • lepší priebeh točivého momentu z hľadiska trakčných požiadaviek
  • schopnosť spracovávať nízke teplotné a tlakové spády, často inak nevyužiteľné,

ale aj nevýhody:

  • vysoká merná spotreba paliva z dôvodu nízkych teplotných spádov - 700 °C, krátkodobo 1400 °C
  • z toho vyplývajúca nízka účinnosť
  • malé akceleračné schopnosti
  • vysoké tepelné namáhanie lopatiek a z toho vyplývajúca nízka životnosť
  • vyššia hlučnosť

Využitie spaľovacích turbín

Čelný pohľad na vstup do spaľovacej turbíny leteckého motora.

Spaľovacie turbíny našli uplatnenie pre pohon:

  • cestných vozidiel - s výkonmi 100 - 500 kW
  • rušňov - s výkonmi 1300 - 3550 kW, rôzne riešenia s 15 až 23 stupňovým kompresorom a 4 až 11 stupňovou turbínou
  • lietadiel
  • lodí - s výkonmy až do 100000 kW

Zdroje

  • Trnka J., Urban J.: Spaľovacie motory. Alfa Bratislava, 1992.

Iné projekty