Για να αρχίσει η λειτουργία του κινητήρα, θα πρέπει με εξωτερική παροχή ισχύος να προκαλέσουμε την αρχική περιστροφή του.

Transcript

1 Α. ΘΕΡΜΙΚΕΣ ΜΗΧΑΝΕΣ 2) ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

2 ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ Μία μάζα αέρα οδηγείται από το τμήμα εισαγωγής στο συμπιεστή. Εκεί συμπιέζεται και οδηγείται στο θάλαμο καύσης, όπου αναμιγνύεται με εγχυόμενο καύσιμο και επιτυγχάνεται καύση. Τα παραγόμενα θερμά καυσαέρια εκτονώνονται και οδηγούνται προς την εξαγωγή. Στη διαδρομή αυτή προκαλούν την περιστροφή του στροβίλου ο οποίος συνδέεται με το συμπιεστή με κοινό άξονα Για να αρχίσει η λειτουργία του κινητήρα, θα πρέπει με εξωτερική παροχή ισχύος να προκαλέσουμε την αρχική περιστροφή του.

3 εισαγωγή ατμοσφαιρικού αέρα, συμπίεση και θέρμανση ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ καύση συμπιεσμένου αέρα Εκτόνωση καυσαερίων

4 1. ΣΥΜΠΙΕΣΤΗΣ Αναρροφά τον αέρα του περιβάλλοντος στην είσοδο του και τον συμπιέζει στην έξοδο του. Φυγοκεντρικός / ακτινικός συμπιεστής Κάθε βαθμίδα χρησιμοποιεί ένα στρεφόμενο τμήμα για να επιταχύνει τον αέρα και ένα διαχύτη για να επιτύχει την απαιτούμενη αύξηση της πίεσης. (+) :απλός σχεδιασμός, μεγάλη αντοχή, μικρό κόστος, κατάλληλος για χαμηλούς λόγους συμπίεσης (5:1) (-) : μικρή απόδοση Αξονικός συμπιεστής Διαδοχικές σειρές περιστρεφόμενων και σταθερών πτερυγίων, για να επιταχύνει και να συμπιέσει διαδοχικά τον αέρα μέχρι την επιθυμητή πίεση. Κινητά πτερύγια Απλής εισόδου Διπλής εισόδου Σταθερά πτερύγια (+) : καλύτερη ειδική κατανάλωση καυσίμου, κατάλληλος για υψηλούς λόγους συμπίεσης (20:1) (-) : ιδιαίτερα μεγάλο βάρος, απαιτεί μεγάλη κατανάλωση ισχύος κατά την εκκίνηση, ιδιαίτερα πολύπλοκες κατασκευαστικές απαιτήσεις με αποτέλεσμα η τιμή του να είναι υψηλή

5 2. ΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΗΣ Καύση μεγάλων ποσοτήτων καυσίμου (μέσω ειδικών εγχυτήρων) με μεγάλες ποσότητες αέρα (από το συμπιεστή). Παρέχει την ισχύ που χρειάζεται ο συμπιεστής και τα παρελκόμενα για την κίνηση τους, λόγω της εκτόνωσης των καυσαερίων από το θάλαμο καύσης. 3. ΣΤΡΟΒΙΛΟΣ

6 ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ Καύσιμο θαλαμος καύσης Γεννήτρια Συμπιεστής Στρόβιλος Καυσαέρια Αέρας Για τη λειτουργία του αεριοστροβίλου χρειάζεται αέριο υψηλής πιέσεως (συμπιεστής). Εάν δεν υπήρχαν απώλειες, στο σύστημα συμπιεστής-στρόβιλος, τότε το αποδιδόμενο έργο από το στρόβιλο θα ήταν ίσο προς το καταναλισκόμενο από το συμπιεστή. Αλλά και σ αυτή την ιδανική κατάσταση δε θα μπορούσε να παραχθεί ωφέλιμο έργο και το αποτέλεσμα θα ήταν απλώς η λειτουργία του συστήματος συμπιεστής-στρόβιλος. Το έργο που παράγει ο στρόβιλος αυξάνεται με την πρόσθεση ενέργειας στο εκτονούμενο αέριο, μέσω της καύσης ενός καύσιμου με τον αέρα που έχει προηγούμενως συμπιεστεί. Τα καυσαέρια εκτονούμενα παράγουν στο στρόβιλο μεγαλύτερο έργο, μέρος του οποίου κινεί το συμπιεστή, ενώ ταυτόχρονα παράγεται και ωφέλιμο έργο.

7 ΑΕΡΙΟΣΤΡΟΒΙΛΟΣ Εφαρμογές: Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας Αεροπλάνα Αυτοκίνητα Πλοία, κτλ (+) : Απλούστερες μηχανές από τους ατμοστροβίλους Καταλαμβάνουν μικρό χώρο, μετακινούνται εύκολα Πιο οικονομικες μηχανές Δε χρειάζονται νερό τροφοδοσίας Εξυπηρετούν αιχμές μςφορτίου (ξεκινούν εύκολα και φτάνουν γρήγορα στην πλήρη φόρτιση) (-) : Ακριβά καύσιμα Απαιτει μεγαλες ποσοτητες αερα Δεν μπορει να επισκευαστει επι τοπου Μικρότερο βαθμό απόδοσης από τους ατμοστροβίλους Πρόωρη φθορά σε τμήματα που προσβάλλονται από τα υψηλής θερμοκρασίας καυσαέρια

8 ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟΣ ΚΥΚΛΟΣ (Σ/Κ) Λέβητας ανάκτησης θερμότητας Γεννήτριες Αεριοστρόβιλος Ατμοστρόβιλος Το καύσιμο καίγεται στον αεριοστρόβιλο, αλλά τα καυσαέρια αντί να οδηγηθούν προς το περιβάλλον οδηγούνται μέσα από το λέβητα ανάκτησης θερμότητας, όπου αποδίδουν τη θερμική τους ενέργεια παράγοντας ατμό. Ο ατμός στη συνέχεια εκτονώνεται στον ατμοστρόβιλο παράγοντας επίσης ηλεκτρική ενέργεια. Συνήθως: 1 λέβητας, 1 ατμοστρόβιλος, 2 3 Αεριοστρόβιλοι

9 ΣΥΝΔΥΑΣΜΕΝΟΣ ΚΥΚΛΟΣ Καύσιμο Συμπιεστής Στρόβιλος Γεννήτρια Καυσαέρια Αέρας Καυσαέρια Λέβητας ανάκτησης θερμότητας Ατμός Ατμοστρόβιλος Γεννήτρια Σειρά Προθερμαντήρων Συμπυκνωτής Συμπύκνωμα μ Υψηλοί βαθμοί απόδοσης (58%) Μικρές απαιτήσεις σε χώρο Κυρίως ως μονάδες για την κάλυψη της ενδιάμεσης ζήτησης φορτίου