Turbine cu gaze: rol, principiu de functionare, avantaje si dezavantaje

Turbine cu gaze: rol, principiu de functionare, avantaje si dezavantaje

Turbinele cu gaze sunt masini termice motoare care produc energie mecanica pe baza caderii de entalpie a unui gaz pe timpul destinderii intre paletele unui arbore rotor.

Din punct de vedere constructiv si functional, turbinele cu gaze se aseamana cu turbinele cu abur, dar spre deosebire de acestea prezinta o serie de avantaje:

-instalatia este mai simpla, deoarece nu cuprinde generatorul de abur, condensatorul si toate agregatele auxiliare aferente, permitand realizarea unor instalatii mobile de dimensiuni mai reduse pentru aceeasi putere;

-pornirea instalatiei este mai rapida;

- pot fi folosite ca instalatii mobile montate pe mijloace de transport;

-necesita un debit de lichid de racire mai redus;

-au domenii largi de utilizare: in transportul aerian, naval si pe calea ferata, in industria energetica pentru a prelua varfurile de sarcina sau pentru supraalimentarea unor motoare cu ardere interna .

Si fata de motoarele cu ardere interna cu piston, turbinele cu gaze prezinta unele avantaje:

-fiind motoare rotative, cumuleaza avantajele acestora;

-combustibilii utilizati sunt relativ ieftini;

-asigura posibilitatea realizarii unor instalatii cu puteri unitare ridicate;

-lucrarile de mentenanta sunt simple si ieftine;

-datorita faptului ca la evacuare gazele de ardere au aceeasi presiune ca si gazele aspirate, la aceeasi parametri turbinele cu gaze dezvolta un lucru mecanic mai mare, deci au un randament mai bun;

-in cazul turbinei cu gaze functionarea este continua, ceea ce permite obtinerea de lucru mecanic pe tot parcursul unui ciclu de functionare.

Utilizarea lor este totusi limitata datorita unor dezavantaje pe care le prezinta:

-siguranta in functionare este mai redusa;

-datorita solicitarilor termice ridicate, necesita consum mare de materiale aliate scumpe pentru fabricarea elementelor camerelor de ardere si a pieselor turbinelor;

-obligativitatea existentei compresorului implica cresterea dimensiunilor de gabarit si un consum suplimentar de energie mecanica.

In prezent turbinele cu gaze sunt utilizate in centralele termoelectrice pentru a prelua varful de sarcina, in aviatie ca turbopropulsoare sau turboreactoare, in transportul naval si pe calea ferata si in instalatiile de supaalimentare a motoarelor cu ardere interna (turbosuflante).

Pricipiul de functionare: Ca si in cazul turbinelor cu abur, procesul se desfasoara in doua etape. In prima etapa are loc transformarea energiei chimice a combustibilului in energie calorica, prin arderea acestuia in camera de ardere impreuna cu aerul injectat de catre compresor; in etapa a doua energia calorica a gazelor de ardere se transforma in energie cinetica prin destinderea acestora in ajutajele turbinei si apoi aceasta se transforma in lucru mecanic in rotorul turbinei