İçeriğe atla

Gaz türbini

Gaz türbini biçimlerine örnekler: (1) turbojet, (2) turboprop, (3) turboşaft (elektrik jeneratörü), (4) yüksek bypasslı turbofan, (5) düşük bypasslı artyakıcılı turbofan

Gaz türbini (yanma türbini olarak da adlandırılır), bir tür sürekli ve içten yanmalı motordur. Bütün gaz türbinlerinde ortak bulunan ana bileşenler aşağıdaki gibidir:

  • girişte bulunan bir gaz kompresörü,
  • bir yanma odası,
  • çıkışta kompresörle aynı şaft üzerinde bulunan bir türbin.

Verimliliği artırmak için (turboproplar ve turbofanlarda), gücü mekanik enerjiye ya da elektrik enerjisine dönüştürmek (turboşaftlar ve elektrik jeneratörlerinde) veya daha büyük itme-ağırlık oranı elde etmek için (artyakıcılı motorlarda) kullanılır.

  1. Gaz türbini, aracı akışkan olarak havanın kullanıldığı bir Brayton çevrimine dayalı olarak çalışır:
  2. Atmosfer koşullarındaki hava kompresörden geçerek basıncı yükselir.
  3. Yüksek basınçlı havaya yakıt püskürtülerek ateşlenir ve böylece havaya enerji eklenerek yüksek ısıya sahip bir akış ortaya çıkmış olur.
  4. Oluşan yüksek sıcaklıktaki basınçlı hava bir türbine girerek şaft işi üretir ve bir yandan kompresörü döndürür.
  5. Türbin çıkışında ortaya çıkan egzoz gazındaki kullanılmamış enerji bir turbojet motorunda doğrudan itme kuvveti üretmek ya da bir fana, pervaneye ya da elektrik jeneratörüne bağlı olabilen ikinci bir türbini (güç türbini olarak bilinir) döndürmek için kullanılabilir.

İtme kuvveti ve şaft işi arasında istenilen enerji dağılımının elde edilmesi için gaz türbininin kullanım amacına göre tasarım belirlenir. Gaz türbinleri aynı havayı tekrar kullanmayan açık sistemler olduğundan Brayton çevriminin dördüncü aşaması (havanın soğutularak tekrar kompresöre beslenmesi) atlanır.

Uygulama alanları

Gaz türbinleri, güç ihtiyacı olan tesisler ile kara, hava, deniz taşıtlarında ana veya yardımcı güç ünitesi olarak kullanılır.[1]

Elektrik üretim tesisleri ve çeşitli makineler

Güç ihtiyacı olan sistemlere (pompa, kompresör, alternatör vs.) güç sağlamak amacı ile kullanılır.

Taşımacılık

Havacılık

Uçak jet motorları gaz türbinlerinin özelleştirilmiş halidir.

Denizcilik

Bazı askeri gemilerde ana makine olarak geminin ilerlemesini sağlayan pervaneyi tahrikte kullanılmakla beraber, en sık kullanım alanı gemi ana ve yardımcı dizel makinelerin turbocharger ünitelerinde kullanılır.

Rolls-Royce Marine Spey, Rolls-Royce Holdings tarafından 1960'larda geliştirilmiş, gemi sevki amaçlı bir gaz türbini.
Gemi diesel ana makinesini besleyen turbocharger
Turbocharger kesiti

Kara taşımacılığı

Kara taşıt araçlarında önceleri diesel sonraları benzinli motorlarda turbocharger ünitelerinde yoğun bir kullanıma sahiptir.

Ayrıca bakınız

Kaynakça

  1. ^ Sonntag, Richard E.; Borgnakke, Claus (2006). Introduction to engineering thermodynamics (İngilizce) (2 bas.). John Wiley. ISBN 9780471737599. 

Konuyla ilgili yayınlar

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Türbin</span>

Türbin, bir akışkanın enerjisini işe çevirmek için kullanılan alettir. Türbin bir mil ve üzerinde kanatçıklardan oluşur. Kullanılan akışkana göre türbinin yapısı değişir. Çalışma prensibi şu şekildedir. Akışkan türbinin kanatçıklarına çarparak türbin miline hareket verir, hareket milin çıkışında mekanik işe dönüşür.

Brayton çevrimi, genel olarak gaz türbinlerinde kullanılan, periyodik bir prosestir. Günümüzde geçerli olan gaz akışkanlı güç çevrimleri içinde önemli bir yer tutar. Diğer içten yanmalı güç çevrimleri gibi açık bir sistem olmasına rağmen; termodinamik analiz için egzoz gazlarının ikinci bir ısı değiştirgecinden geçtikten sonra içeri alınıp tekrar kullanıldığı farzedilir ve kapalı bir sistem gibi analize uygun hale gelir. İsmini, mucidi olan George Brayton’dan almıştır. Aynı zamanda Joule çevrimi olarak da bilinir.

<span class="mw-page-title-main">Ericsson çevrimi</span>

Ericsson çevrimi, ismini John Ericsson’dan almış termodinamik bir çevrimdir. Gerçekte 2 çevrim bulmuş ve ısı makineleri üzerinde uygulamalarını göstermiştir. İlk çevrim Brayton çevrimi olarak bildiğimiz çevrimle hemen hemen aynıdır. İkinci çevrim Carnot çevrimine eşit verim ortaya koyar. Her ikisi de sık sık dıştan yanma kabiliyetleri açısından Stirling motoru ile karşılaştırılır ve ikinci çevrim aynı verimliliktedir.

<span class="mw-page-title-main">Rüzgâr türbini</span> Rüzgârın kinetik enerjisini elektrik enerjisine dönüştüren sistem

Rüzgâr türbini, rüzgârdaki kinetik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren sistemdir. Rüzgar türbinleri, aralıklı yenilenebilir enerjinin giderek daha önemli bir kaynağı haline gelmekte ve birçok ülkede enerji maliyetlerini düşürmek ve fosil yakıtlara bağımlılığı azaltmak için kullanılmaktadır. Bir çalışma, 2009 yılı itibarıyla rüzgarın fotovoltaik, hidro, jeotermal, kömür ve gaz enerji kaynaklarına kıyasla "en düşük göreceli sera gazı emisyonlarına, en az su tüketimi talebine ve en olumlu sosyal etkilere" sahip olduğunu öne sürmüştür.

<span class="mw-page-title-main">Turboşarj</span> Motora daha fazla hava pompalayıp güç üreten parça

Turbo, içten yanmalı motorlarda pistonların hızlı hareketleri esnasında azalan hava emişini, yani pistonlara ihtiyaç duydukları havayı pompalayan atmosfer basıncına ek basınç yaratan bir mekanizmadır.

<span class="mw-page-title-main">Turbofan</span> jet motor türü

Turbofan, itişi egzoz gazıyla beraber, ön kısımdaki geniş fanla da sağlanan güvenilir ve bakımı kolay jet motoru tipidir. Ön kısmı büyük, arka kısmı koni şeklinde ve daha küçüktür. Genelde yolcu uçaklarında kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Buhar türbini</span>

Buhar türbini, basınçlı buhardan termal enerjiyi çıkaran ve bunu dönen bir çıkış milinde mekanik iş yapmak için kullanan makinedir. Modern tezahürü 1884'te Charles Parsons tarafından icat edilmiştir. Modern bir buhar türbininin imalatı, 20. yüzyılda ilk kez kullanılabilir hale gelen teknolojiler kullanılarak yüksek kaliteli çelik alaşımlarını hassas parçalara dönüştürmek için gelişmiş metal işçiliğini içerir. Buhar türbinlerinin dayanıklılığı ve verimliliğindeki sürekli gelişmeler, 21. yüzyılın enerji ekonomisinin merkezinde yer almaya devam etmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Fiat Turbina</span>

Fiat Turbina, İtalyan otomobil şirketi Fiat'ın 1954 yılında tanıttığı konsept otomobil modelidir.

<span class="mw-page-title-main">Jet motoru</span> fosil yakıtlı motor türü

Jet motoru veya diğer adıyla tepkili motor, atmosferden aldığı havayı sıkıştırıp jet yakıtıyla yakarak ısıtan havacılık motoru. Bu ısıtma sonucunda ortaya çıkan gazları, hızla dışarı püskürterek, ters yönde bir itiş gücü oluşturur ve bu güçle, motorun bağlı olduğu aracın hareket etmesi sağlanır. Bu motorlar, Newton'ın hareket yasalarına bağlı olarak geliştirilmiştir. Bu yasaya göre; her etki eşit büyüklükte ve ters yönde bir tepki doğurur.

<span class="mw-page-title-main">Turbojet</span> jet motor türü

Turbojet, hava solumalı, havacılık sektöründe kullanımı olan bir jet motorudur. Motorun termodinamik çevrim patenti 19. yüzyılda Brayton tarafından alınmış olmasına rağmen, İngiltere'de Frank Whittle ve Almanya'da Hans von Ohain tarafından birbirinden bağımsız olarak 1930'lu yılların sonlarında çalışır prototipleri geliştirilmiştir. Günümüzde daha çok askerî uçaklarda ve süpersonik yani "ses üstü" hızlarda uçuş yapan hava taşıtlarında kullanılır. Geçmişte ise 70'li yıllardan 2003 yılına dek hizmet veren Concorde uçağı, turbojet kullanan ve seri üretimi yapılan yegane yolcu uçağı olmuştur. Turbojet motorlar, çok yüksek miktarda itiş gücü üretirler ve böylece çok kısa sürede ivmelenme sağlayarak monte edildiği uçağı ses üstü hızlara çıkartır. Ekstra hız ve ivme sağlamak için turbojet motorlara artyakıcılar eklenir.

<span class="mw-page-title-main">De Laval nozülü</span>

de Laval nozülü orta kısmı sıkıştırılmak suretiyle özenli ve dengeli bir şekilde yapılmış, asimetrik kum saati şekilli bir borudur. Sıcak ve basınçlı gaz nozülün içinden geçerek süpersonik bir hıza ulaşır ve genleşip egzoz akış biçimini alır. Dolayısıyla ile ısı enerjisinin itici akışı maksimum düzeyde yönlendirilmiş kinetik enerji haline dönüşür. Bundan dolayı, nozül yaygın olarak buhar türbinlerinin bazı türlerinde ve roket motor nozülü olarak kullanılır. Ayrıca, süpersonik jet motorlarında kullanıldığı görülür.

<span class="mw-page-title-main">Turboşaft</span> jet motor türü

Turboşaft, jet itme yerine şaft gücü üretmek üzere tasarlanmış bir tür gaz türbini motorudur.

Mikrotürbinler, pistonlu motor turboşarjlarından, uçak yardımcı güç ünitelerinden (APU) veya küçük jet motorlarından, buzdolabının boyutundan geliştirilen 25 ila 500 kilowatt gaz türbinidir. 30-70 kW olan ilk türbinler, 200-250 kW'a kadar geliştirilmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Rüzgâr türbini tasarımı</span>

Rüzgâr türbini tasarımı, rüzgârdan enerji elde etmek için rüzgâr türbininin şekil ve teknik özelliklerinin belirlenmesidir. Rüzgâr türbini kurulumu rüzgâr enerjisini almak, türbini rüzgâra yönlendirmek, mekanik dönüşü elektrik enerjisine çevirmek, türbini başlatmak, durdurmak ve kontrol etmek için gerekli sistemlerden oluşur.

<span class="mw-page-title-main">Pratt & Whitney J57</span> 1950lerin başında Pratt & Whitney tarafından geliştirilen eksenel akışlı bir turbojet motoru

Pratt & Whitney J57, 1950'lerin başında Pratt & Whitney tarafından geliştirilen eksenel akışlı bir turbojet motorudur. J57, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ilk 10.000 lbf (45 kN) itme sınıfı motordu. J57 / JT3C, J75 / JT4A turbojet, JT3D / TF33 turbofan ve PT5 / T57 turboprop olarak geliştirildi. J57 ve JT3C, onlarca yıldır savaş uçakları, uçaklar ve bombardıman uçakları üzerinde yoğun bir şekilde kullanıldı.

<span class="mw-page-title-main">Pratt & Whitney TF30</span>

Pratt & Whitney TF30, aslen Pratt & Whitney tarafından ses altı F6D Füze filosu savunma avcı uçağı için tasarlanmış askeri bir düşük baypaslı turbofan motorudur, ancak bu proje iptal edilmiştir. Daha sonra süpersonik tasarımlar için bir afterburner ile uyarlandı ve bu formda, F-111 ve F-14A Tomcat'i çalıştırmanın yanı sıra A'nın ilk versiyonlarında da kullanılmaya devam eden dünyanın ilk yanma sonrası turbofan üretimi oldu. -7 Art yakıcı olmadan Corsair II. TF30'un ilk uçuşu 1964'te yapıldı ve üretim 1986 yılına kadar devam etti.

<span class="mw-page-title-main">Pratt & Whitney JT12</span>

Pratt & Whitney JT12, küçük bir turbojet motorudur. Pratt & Whitney T73, ilgili bir turboşaft motorudur.

<span class="mw-page-title-main">HAL HTSE-1200</span>

HAL HTSE-1200, Hindistan'ın Hindustan Aeronautics Limited (HAL) tarafından geliştirilmekte olan bir turboşaft motorudur. 3.5 ton tek motor sınıfı ve 5-8 ton çift motor sınıfı helikopter konfigürasyonları hedefleniyor. Hindistan'ın 2020'lerde faaliyet göstermesi için 5.000-6.000 helikoptere ihtiyacı olacak. Bu, HAL tarafından geliştirilen LUH, ALH ve LCH için motor alternatifleri sunan özgün bir tasarım olacak. Motorun ilk çalışması, gereken devrin %76'sına ulaştığı Şubat 2018'de gerçekleştirildi.

<span class="mw-page-title-main">Honeywell AGT1500</span> Türbin motoru

Honeywell AGT1500, bir gaz türbini motorudur. M1 Abrams tank serisinin ana güç kaynağıdır. Motor esas olarak Stratford Ordu Motor Fabrikası'ndaki Lycoming Türbin Motor Bölümü tarafından tasarlanmış ve üretilmiştir. 1995 yılında, Stratford Ordu Motor Fabrikası kapatıldıktan sonra üretim, Anniston, Alabama'daki Anniston Ordu Donatım'a taşındı.

<span class="mw-page-title-main">Eksenel kompresör</span>

Eksenel kompresör, gazları sürekli olarak basınçlandırabilen bir gaz kompresörüdür. Gazın veya çalışma sıvısının esas olarak dönme eksenine paralel veya eksenel olarak aktığı, dönen, kanat profili bazlı bir kompresördür. Bu, sıvı akışının kompresör boyunca bir "radyal bileşen" içereceği santrifüj kompresör, eksenel santrifüj kompresörler ve karışık akışlı kompresörler gibi diğer döner kompresörlerden farklıdır.