Газотурбинный двигатель. Устройство и принцип работы.

Газотурбинный двигатель,устройство,вид изнутри.Газотурбинный двигатель – это разновидность теплового двигателя, который работает по не очень простому принципу. Газ в двигателе сжимается и нагревается, после чего, энергия этого газа преобразуется в механическую работу. Как Вы могли заметить, с первых слов описания данного двигателя, все процессы происходят в потоке движущегося газа, что кардинально отличается от принципа работы поршневого двигателя.

Как работает газотурбинный двигатель? Если рассматривать, более подробно процесс работы газотурбинного двигателя, то можно выделить несколько этапов, которые в соединении описывают сложный процесс преобразования энергии сжатого газа в механическую работу. Какие это этапы?

  • Подача и смесь. Атмосферный воздух в сжатом виде поступает из компрессора в камеру сгорания. Туда же поступает и топливо, в результате чего получается топливная смесь, которая в процессе сгорания выделяет очень много энергии.
  • Преобразование. После того, как топливная смесь в процессе сгорания преобразуется в энергию, необходимо преобразовать ее в механическую работу. Это происходит благодаря вращению специальных «лопаток» струей газа под большим давлением.
  • Разделение работы. Часть полученной механической работы от энергии топливной смеси, уходит на сжатия воздуха для следующей подачи, в компрессоре, а остальная энергия передается на приводимый агрегат.

Газотурбинный двигатель вертолёта.Именно та работа, которая передается на приводимый агрегат и называется полезной! К слову, газотурбинный двигатель по праву считается двигателем, имеющим наибольшую удельную мощность, среди остальных двигателей внутреннего сгорания. Топливом к газотурбинному двигателю можно считать практически любое горючее: керосин, бензин, мазут, природный газ, дизельное топливо, судовое топливо, водяной газ, спирт, а также мелкий уголь!

Принцип работы газотурбинных двигателей.
Чтобы добиться высокого КПД в тепловом двигателе, необходимо добиться высокой температуры сгорания топливной смеси, но не всегда это можно достичь. Препятствиями можно назвать не способность материалов, из которых построен двигатель (никель, сталь, керамика и прочие) выдерживать большие температуры и давление. Очень большое количество трудов инженеров было направлено на то, чтобы успешно отводить тепло от турбины и использовать его там, где это необходимо. Смело можно сказать, что их работа была проведена не зря, ведь в настоящее время, благодаря подобным разработкам, было достигнута эта цель путем перенаправления тепла выхлопных газов, сжатому воздуху. Такой процесс называется рекуперирование. Это очень успешных подход, ведь в противном случае тепло выхлопных газов было бы просто утеряно, а так, оно способно служить источником нагрева сжатого воздуха, перед процессом дальнейшего сгорания. Таким образом, можно смело утверждать, что без этого процесса и специальных теплообменников (рекуператоров) не удалось бы достигнуть столь высокого КПД.

Устройство газотурбинного двигателя.Максимальная скорость вращения турбинных лопаток, определяет максимальное давление, которое нужно достигнуть для получения наивысшей мощности двигателя. При этом, как правило, чем меньше двигатель, тем выше должна быть частота вращения вала, для поддержания максимальной скорость турбинных лопаток.

Устройство газотурбинного двигателя.
Что касается устройства, тут все не так и сложно, как можно себе представить. Газотурбинный двигатель состоит из камеры сгорания, где также установлены свечи зажигания и форсунка, для подачи топлива и получения искры в камере сгорания. Турбинное колесо со специальными лопатками установлено на одном валу с компрессором. К устройство двигателя также относятся: понижающий редуктор, теплообменник, выпускной трубопровод, впускной канал, а также диффузор и сопла.

При вращении вала компрессора, его лопасти захватывают воздух, который поступает через впускной канал. После того, как компрессор увеличивает скорость движения до 500 метров в секунду, он нагнетает его в диффузор. На выходе диффузора, скорость воздуха уменьшается, но с тем же повышается его давление. После диффузора, воздух попадает в теплообменник, где нагревается теплом отработанных газов и переходит в камеру сгорания. Помимо подогретого и сжатого воздуха, в камеру сгорания постоянно подается топливо в распыленном виде, через форсунку. Топливо смешивается с воздухом, образуя топливную смесь, далее эта смесь воспламеняется, с помощью искры, которую производит свеча. В результате сгорания, давление в камере повышается, нагретые газы проходят через сопло и попадают на лопатки турбинного колеса, которые приводятся в движение. Крутящий момент турбинного колеса передается через понижающий редуктор на трансмиссию автомобиля. Отработанные газы подходят в теплообменник, где подогревают поступивший сжатый воздух и выходят в атмосферу.

Конструкция ГТД в разрезе.Основным недостатком газотурбинного двигателя  является стоимость тепло прочных материалов, из которых должен быть построен двигатель. Помимо этого сложность работ и высокая степень очистки воздуха, который попадает в двигатель, также хорошо бьют по карману, но не смотря ни на что, разработка и усовершенствование газотурбинного двигателя уже вовсю проходит как в нашей стране, так и за границей.

Типы газотурбинных двигателей.
Касательно типов, их очень большое количество, при этом суть работы одна и та же, но выполнение – немного различно. В зависимости от типов, газотурбинный двигатель имеет широкое применение на морских судах, железнодорожных составах, автомобилях, самолетах, вертолетах и даже в танках.К слову на сегодняшний день лишь американский танк Абрамс М1А1 оснащен газотурбинным двигателем.У советских инженеров тоже были попытки применить ГТД на танках,было даже несколько прототипов на базе Т-80,но почему то дальнейшие разработки были свёрнуты.

Еще статьи...

Предыдущая Следующая
Оппозитный двигатель.Преимущества и недостатки.

Оппозитный двигатель.Преимущества и недостатки.

  Оппозитный двигатель - вид двигателей, до которого нельзя было не додуматься в процессе развития автомобилестроения. Все началось с желания сэкономить побольше пространства под капотом автомобиля. Но, обо всем по порядку.   Для начала думаю стоит упомянуть, что типов оппозитных двигателей несколько - двигатели типа боксер...

Подробнее...
Пробило прокладку ГБЦ. Причины и последствия.

Пробило прокладку ГБЦ. Причины и последствия.

Пробило прокладку ГБЦ, раз вы здесь, вероятнее всего с вашей машиной это уже случилось, если нет, возьмите на заметку. Итак, прогорела прокладка ГБЦ или продуло прокладку головки блока цилиндров по сути не важно, суть одна, ремонт неизбежен. Причем болячка эта свойственна большинству двигателей, но вот...

Подробнее...
Нет давления масла в двигателе. Датчик давления масла двигателя.

Нет давления масла в двигателе. Датчик давления масла двигателя.

Итак, нет давления масла в двигателе, на приборке горит красная лампочка и очень печалит владельца авто. Скажу сразу, ехать с такой проблемой нельзя, рискуете получить нехилый высер через пару км, а может и раньше. Чем же чревата езда без давления масла? Приятного в общем то...

Подробнее...
Заглох двигатель на ходу,причины и выход из ситуации.

Заглох двигатель на ходу,причины и выход из ситуации.

  Заглох двигатель? Это не редкая ситуация у новичков на дороге, но и типичная для опытных водителей. Заглохнуть, двигатель может как от неопытности водителя, так и от технической неисправности, все зависит только от ситуации и обстоятельствах, при которых это произошло. По «закону подлости» двигатель глохнет...

Подробнее...
Сапунит двигатель. Причины по которым сапунит двигатель а также методы их устранения.

Сапунит двигатель. Причины по которым сапунит двигатель а также методы их устранения.

В этой статье поговорим о том, почему сапунит двигатель, чем это чревато в будущем и какие болячки могут вылезти при диагностике двигателя с таким расстройством. Начнем с того, что любой, даже нормальный исправный движок будет сапунить, ибо поршневым кольцам не удержать весь воздух, сжимаемый в...

Подробнее...
Инжектор. Принцип работы инжекторной системы подачи топлива.

Инжектор. Принцип работы инжекторной системы подачи топлива.

Что такое инжектор — это система точечной подачи топлива во впускной тракт или в цилиндр с помощью распылителя (форсунки), получающей электронный сигнал от блока управления.Инжекторная система подачи топлива  пришла на смену карбюратору, но, продолжительное время не применялась из-за сложности конструкции. Первая инжекторная система появилась в...

Подробнее...
Двигатель троит. Причины по которым троит двигатель.

Двигатель троит. Причины по которым троит двигатель.

Итак, троит двигатель, то есть отказал один из цилиндров. Здесь попробуем разобраться в причинах, почему двигатель троит на холодную, на горячую и просто так, также рассмотрим последствия такого нездорового поведения двигателя. Начнем с того, как определить что двигатель троит. Во первых, человек, который постоянно за рулем...

Подробнее...
Почему двигатель не набирает, или плохо набирает обороты, не тянет.

Почему двигатель не набирает, или плохо набирает обороты, не тянет.

Если ваш двигатель не набирает, или плохо набирает обороты, не тянет, чихает и пукает, согласитесь это очень не приятно. Здесь же давайте попробуем разобраться в причинах такого не здорового поведения двигателя, которых уверяю вас великое множество, от какого нибудь проводка или патрубка, до весьма доставляющих...

Подробнее...
Оппозитный двигатель SUBARU BOXER.

Оппозитный двигатель SUBARU BOXER.

Инженеры SUBARU наконец показали миру оппозитник нового поколения. Спустя почти одиннадцать лет, компания Fuji Heavy Industries Ltd. (FHI), которая разрабатывает и производит двигатели для автомобилей марки Subaru, наконец показала миру оппозитный двигатель третьего поколения, который разрабатывался столь долгое время. Двигателями новой серии планируется оснащать...

Подробнее...
Яндекс.Метрика