موتور و انواع ثانیه
موتور:
موتورها دستگاههایی هستند که توان را برای بکار انداختن وسایل نقلیه، دستگاههای دیگر یا پدیدآوری الکتریسیته، به کار مکانیکی تبدیل میکنند.
انواع اصلی موتورها عبارتند از:موتور بخار، بنزینی، دیزل، الکتریکی، هواپیما و موشک. باب هر یک از این موتورها توان از سوختهایی چون زغال سنگ، بنزین و گازوئیل بدست میآید. تمام موتورها، موتورهای اندر سوز هستند. به سمت این معنا که بنزین درون موتور میسوزد. خودرو بخار، عزب موتور برون سوز است.
نخستین موتورهای بخار:
در قرن هجدهم میلادی، بیشتر نیروی صنایع مربوط به انقلاب صنعتی، از موتورهای بخار شبر میآمد. در سال ۱۷۱۲، یک انگلیسی بنام تامس پهلوان کامن، نخستین موتور بخار کار آمد را برای تلمبه نواختن آب به بیرون از معادن زغال سنگ را اختراع کرد. باب سال ۱۷۶۵، یک مهندس اسکاتلندی بنام جیمز وات، موتور بخار نیوکامن را کاملتر کرد و دستگاهی حرف کارایی بیشتر ساخت. چیزی نگذشت که موتورهای بخار را از بهر آماده آوردن نیروی ماشین آلات کارخانهها بکار گرفتند. پس از ثانیه ایضاً برای لوکوموتیوها، از جمله لوکوموتیو راکت، استفاده کردند. این لوکوموتیو را جورج استیونسون، مهندس انگلیسی، در سال ۱۸۲۹ میلادی ساخت.
موتور از دیدگاه علم صفت
در دنیای برق خودرو وسیلهای است که انرژی الکتریکی را به سمت انرژی مکانیکی دورانی تبدیل میکند. حرف تدقیق به نوع انرژی الکتریکی مورد استفاده در موتور، موتورها به دستههای:
1- موتورهای AC یا جریان متناوب
2- موتورهای DC یا جریان مستقیم
انشعاب بندی میشوند که البته تمام کدام از این دو نوع، خود به دستههای جزیی تری تقسیم بندی میشوند. تمام موتورهای الکتریکی از ۲ قسمت کلی استاتور و روتور تشکیل شدهاند.
موتورهای درونسوز:
موتورهای درونسوز یا موتورهای آتشگرفتن داخلی به موتورهایی گفته میشود که باب آنها مخلوط سوخت و اکسید کننده (معمولاً هوا یا اکسیژن) باب اندرون محفظهٔ بستهای واکنش داده و محترق میشوند. بر اثر احتراق گازهای داغ حرف دما و فشار اسم حاصل میشوند و بر اثر انبساط این گازها قطعات متحرک موتور به حرکت درآمده و کار انجام میدهند. هرچند غالباً منظور از به کار جا به جا کردن تعبیر موتورهای درونسوز، موتورهای معمول در خودروها میباشند، حرف این حال موتورهای موشک و انواع موتورهای جت نیز مشمول تعریف موتورهای درونسوز میشوند.
خودرو درونسوز، یک وسیلهٔ گردنده است که در خودروها، هواگردها، قایق موتوری، موتورسیکلتها و صنایع کاربرد دارد. بدون بهرهگیری از موتورهای درونسوز، اختراع و ساخت هواپیماها ممکن نبود. تا پیش از پرواز آغازین هواپیمای جت در واحد زمان ( ۱۹۳۹، نیروی محرکه تمام هواپیماها در واقع توسط موتورهای درونسوز تأمین میشد.
نخستین خودرو درونسوز چهارزمانه توسط نیکلاس اوگوست اوتو [1] و مخترع آلمانی ویلیام وگنر در سال ۱۸۷۶ ساخته شد.
نیکلاس اوگوست اوتو
اشکال موتورهای درونسوز:
این موتورها را به دو سنخ کلی موتور چهارزمانه و موتورهای دو زمانه میتوان تقسیم کرد. اصول کارگر این موتورها صفت تالی است. لیکن نحوه عمل آنها به سمت علت تفاوتهای ساختاری پشیزی متفاوت است. البته ازنوع امروزین تر باید به چهار زمانه استعاره کرد که حتی تاثیر کمتری بر روی الودگی هوا دارد.
خودرو چهارزمانه:
این موتورها برای تمام ترکیدن (مرحلهٔ تبدیل انرژی سوخت به انرژی مربوط بهمکانیک ) بایستی چهار مرحلهٔ مکش، تراکم، ترکیدن و تخلیه را انجام دهند.
موتورهای دوزمانه:
این موتورها در هر دور دور دارای یک انفجار هستند. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم به عنوان یک بار و ترکیب تخلیه و تراکم بهعنوان مرحلهٔ بعدی صورت میگیرد. راندمان موتورهای تاخت زمانه به درجات از موتورهای چهارزمانه بیشتر است.
موتور دیزل گونهای خودرو درونسوز است که در ثانیه از چرخه دیزل برای ایجاد حرکت استفاده میشود. فرق اصلی آن با موتور اتو ایجاد آتشگرفتن باب اثر تراکم است. یعنی انفجار بر ایز انباشتگی سوخت و هوا بدون نیاز به جرقه زنی میباشد(سیستم احتراق داخلی دیزل(.
موتور درون سوزی که 2 فرایند حقیقی دارد.
خودرو درون سوزی با چهار فرایند اصلی 1-مکش سوخت 2- تراکم 3-احتراق و 4- خروج بخار است.
موتور درون سوزی بر اصل موتور چهار زمانه با ازدیاد فرآیند و کارکرد نسبت به آن و با ۶ عمل در چرخه فرایند می باشد.
به سمت موتورهایی که پیستون ندارند و بجای آن روتور دارند که بصورت دورانی حرکت می کند اطلاق می شود. مانند خودرو وانکل و خودرو شبه توربین. این نوع خودرو ها باب پهپاد هایی استفاده میشود که در منطقه ای وسیع به شعاع km 300 تا km 500 مورد نیاز باشد استفاده می شود.
موتور شبه توربین خیلی شبیه موتور دورانی است، یک روتور درون بدنه ی تقریباً بیضی چهره باده چرخد. موتور شبه توربین روتور چهار جزیی دارد. گوشه های روتور حرف پیکر به خوبی آب بندی شده اند و نیز گوشه های روتور نسبت به بخش داخلی آب بندی اند. باب نتیجه چهار محفظه ی جدا تشکیل می شود.
موتور دورانی که صفت پدیدآورنده ثانیه دکتر فلیکس وانکل بود، گاهی خودرو وانکل یا موتور دورانی وانکل نامیده می شود. اجزائ اصلی آن روتور، جلد روتور ، محور برونداد ، چراغ جرقه زنی ، قطعات آبندی می باشد. در خودرو وانکل مانند موتور های بنزینی چهار زمانه آمیخته هوا و بنزین وارد محفظه ی بزرگی از موتور می شود سپس با کوچک شدن حجم آن مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه به وسیله شمع انفجار حاصل می شود، مولکول های گاز دراثر احتراق منبسط می گردند و فشار محفظه ی تراکم به شدّت بالا می رود و نیروی حاصل از آن به روتور اعمال شده و به علّت اختلاف مرکز دوران بین روتورومیل لنگ نیروی چرخشی درروتور ایجاد می گردد. این نیروی چرخشی به بادامک محور لنگ که باب داخل روتور قرار دارد، وارد شده و به سمت فلایویل و سیستم انتقال قدرت می رسد.
به موتور هایی که عمل احتراق به سمت چهره منظم و پیوسته انجام میشود مانند موتورهای راکت و انواع موتور جت و توربین گازی اطلاق می شود.
به موتور هایی گفته میشود که ادا آتشگرفتن در آنها به صورت متناوب انجام می شود مانند موتور های پیستونی و پالس جت و موتور وانکل.
باب علم ترمودینامیک و باب بحث چرخههای ترمودینامیکی، موتور چرخهٔ اتکینسون[2] یک نوع موتور درونسوز میباشد که توسط جیمز اتکینسون باب سال ۱۸۸۲ میلادی ابداع شد. چرخهٔ اتکینسون برای آماده کردن ماکزیمم چگالی استطاعت به ازای هزینهٔ خرج شده، طرحریزی میشود و امروزه در برخی از خودروهای صفت دو گانه (همچون تویوتا پریوس) کاربرد دارد.
جیمز اتکینسون
چرخهٔ ایدهآل ترمودینامیکی:
انحنادار فشار - حجم چرخهٔ ایدهآل اتکینسون
چرخهٔ اتکینسون ایدهآل حاوی فرآیندهای زیر میباشد:
۱ به ۲ – فرآیند تراکم بازهم آنتروپی ) بیدرو و برگشتپذیر(
۲ به ۳ – فرآیند گرمایش هم حجم
۳ به ۴ – فرآیند گرمایش بازهم فشار
۴ به سمت ۵ – فرآیند بسط هم آنتروپی
۵ به سمت ۶ – فرآیند سرمایش بازهم حجم
۶ به سمت ۱ - فرآیند سرمایش هم تنگی
توربین گاز:Gas Turbine یک ابزار دوار است که بر اساس توان گازهای ناشی از احتراق کار میکند. هر توربین گاز حاوی یک کمپرسور برای فشرده کردن هوا، یک محفظه آتشگرفتن برای آمیخته کردن هوا با سوخت و محترق کردن آن و یک توربین برای تبدیل اجرا کردن انرژی گازهای داغ و مجمل به انرژی مربوط بهمکانیک است. بخشی از توان مکانیکی تولی شده باب توربین، صرف چرخاندن کمپرسور خود توربین شده و باقی انرژی، بسته به کاربرد توربین گاز، ممکن است دینام برق را بچرخاند (توربو ژنراتور)، به آتمسفر تعجیل دهد ( توربوجت و توربوفن) و یا مستقیماً (یا بعد از استحاله سرعت دور توسط جعبه دنده) به همان صورت استعمال شود ( توربوشفت، توربوپراپ و توربوفن). موتور هواپیما شامل توربوجت، توربوفن، توربوشفت، توربوپراپ، رمجت، موشک می باشد.
در سال ۱۷۹۱، یک مخترع انگلیسی به نام جان باربر، یک ابزار طرحریزی کرد که از نظر ماهیت کارکرد شبیه به توربینهای گاز امروزی بود و حق امتیاز این طرح را به نام خود درج کرد . او این توربین را برای به حرکت درآوردن یک کالسکه بری اسب طرحریزی کرده بود. در سال ۱۹۰۴، یک برنامه ساخت توربین گاز توسط فرانتس استولز در برلین انجام شد که اولین کمپرسور محوری جهان در ساخت آن مناسبت استفاده قرار افسرده بود، ولی این پروژه ناموفق بود. در طی سالهای بعد، افراد جوراجور بر چهر ایده توربین گاز فعالیت کردند، به طوری که شرکت جنرال الکتریک آمریکا که امروزه بزرگترین تولیدکنندهٔ توربین گاز در آفاق است، در سال ۱۹۱۸ بخش توربین گاز خود را راهاندازی کرد. با این وجود، نخستین توربین گازی برای پدیدآوری توان برق، در سال ۱۹۳۹ میلادی و باب شرکت براون باوریدر سوئیس ساخته شد که گنجایش ثانیه ۴ مگاوات بود.
مبنای کارکرد:
چرخهٔ برایتون، اصل کارکرد توربینهای گاز:
مبنای کار توربینهای گاز از نظر ترمودینامیکی، حرف اساس چرخهٔ برایتون است که باب آن، آتمسفر به صورت بیدررو فشرده شده، احتراق در تنگی ثابت رخ داده و انبساط هوای فشرده و داغ در توربین، به سمت صورت بیدررو رخ میدهد و هوا به تنگی اولیه میرسد. در عمل، اصطکاک و توربولانس باعث میشوند که:
با ازدیاد دمای هوای ورودی به توربین، بازده توربینهای گاز افزایش مییابد؛ بنابراین، بهتر است که این دما تمام چه بیشتر انتخاب شود. اما باب این مورد از نظر تحمل مادهها تشکیلدهندهٔ محفظهٔ احتراق و پرههای توربین، محدودیت وجود دارد؛ بنابراین، در این قسمتها که به آنها بخشهای داغ یا Hot Sections، گفته میشود، از مواد مقاوم به دماهای زیاد مانند سوپرآلیاژها استفاده میشود. همچنین این قسمتها با استفاده از تکنولوژیهای پیچیدهای خنککاری میشوند.
انواع توربین گاز:
توربین گاز سری H شرکت جنرال الکتریک، این توربین ۴۸۰ مگاواتی در چیدمان سیکل ترکیبی، ثمر حرارتی ۶۰٪ دارد.
توربینهای دندان صنعتی از بهر تولید توان الکتریکی، که توربوژنراتور گاز هم نامیده میشوند، توربینهای گازی هستند که توان تولیدشده به سمت وسیلهٔ آنها، بلاواسطه و یا پس از تغییر سرعت دوران در جعبهدنده، به ژنراتور منتقل شده و در آنجا به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. این سنخ توربین گاز، میتواند به صورت سیکل ساده (به انگلیسی: Single Cycle) و یا تناوب ترکیبی (به انگلیسی: Combined Cycle) باشد. باب حالت سیکل ساده، گازهای خروجی از اگزوز توربین که میتوانند حرف ۶۰۰ پایه سانتیگراد دما داشته باشند، مستقیماً وارد هوا شده و انرژی باقیمانده در ثانیه هدر میرود؛ ولی باب حالت سیکل ترکیبی، یک یا دو توربین گاز با یک ت
موتور و انواع ثانیه
موتور:
موتورها دستگاههایی هستند که توان را برای بکار انداختن وسایل نقلیه، دستگاههای دیگر یا پدیدآوری الکتریسیته، به کار مکانیکی تبدیل میکنند.
انواع اصلی موتورها عبارتند از:موتور بخار، بنزینی، دیزل، الکتریکی، هواپیما و موشک. باب هر یک از این موتورها توان از سوختهایی چون زغال سنگ، بنزین و گازوئیل بدست میآید. تمام موتورها، موتورهای اندر سوز هستند. به سمت این معنا که بنزین درون موتور میسوزد. خودرو بخار، عزب موتور برون سوز است.
نخستین موتورهای بخار:
در قرن هجدهم میلادی، بیشتر نیروی صنایع مربوط به انقلاب صنعتی، از موتورهای بخار شبر میآمد. در سال ۱۷۱۲، یک انگلیسی بنام تامس پهلوان کامن، نخستین موتور بخار کار آمد را برای تلمبه نواختن آب به بیرون از معادن زغال سنگ را اختراع کرد. باب سال ۱۷۶۵، یک مهندس اسکاتلندی بنام جیمز وات، موتور بخار نیوکامن را کاملتر کرد و دستگاهی حرف کارایی بیشتر ساخت. چیزی نگذشت که موتورهای بخار را از بهر آماده آوردن نیروی ماشین آلات کارخانهها بکار گرفتند. پس از ثانیه ایضاً برای لوکوموتیوها، از جمله لوکوموتیو راکت، استفاده کردند. این لوکوموتیو را جورج استیونسون، مهندس انگلیسی، در سال ۱۸۲۹ میلادی ساخت.
موتور از دیدگاه علم صفت
در دنیای برق خودرو وسیلهای است که انرژی الکتریکی را به سمت انرژی مکانیکی دورانی تبدیل میکند. حرف تدقیق به نوع انرژی الکتریکی مورد استفاده در موتور، موتورها به دستههای:
1- موتورهای AC یا جریان متناوب
2- موتورهای DC یا جریان مستقیم
انشعاب بندی میشوند که البته تمام کدام از این دو نوع، خود به دستههای جزیی تری تقسیم بندی میشوند. تمام موتورهای الکتریکی از ۲ قسمت کلی استاتور و روتور تشکیل شدهاند.
موتورهای درونسوز:
موتورهای درونسوز یا موتورهای آتشگرفتن داخلی به موتورهایی گفته میشود که باب آنها مخلوط سوخت و اکسید کننده (معمولاً هوا یا اکسیژن) باب اندرون محفظهٔ بستهای واکنش داده و محترق میشوند. بر اثر احتراق گازهای داغ حرف دما و فشار اسم حاصل میشوند و بر اثر انبساط این گازها قطعات متحرک موتور به حرکت درآمده و کار انجام میدهند. هرچند غالباً منظور از به کار جا به جا کردن تعبیر موتورهای درونسوز، موتورهای معمول در خودروها میباشند، حرف این حال موتورهای موشک و انواع موتورهای جت نیز مشمول تعریف موتورهای درونسوز میشوند.
خودرو درونسوز، یک وسیلهٔ گردنده است که در خودروها، هواگردها، قایق موتوری، موتورسیکلتها و صنایع کاربرد دارد. بدون بهرهگیری از موتورهای درونسوز، اختراع و ساخت هواپیماها ممکن نبود. تا پیش از پرواز آغازین هواپیمای جت در واحد زمان ( ۱۹۳۹، نیروی محرکه تمام هواپیماها در واقع توسط موتورهای درونسوز تأمین میشد.
نخستین خودرو درونسوز چهارزمانه توسط نیکلاس اوگوست اوتو [1] و مخترع آلمانی ویلیام وگنر در سال ۱۸۷۶ ساخته شد.
نیکلاس اوگوست اوتو
اشکال موتورهای درونسوز:
این موتورها را به دو سنخ کلی موتور چهارزمانه و موتورهای دو زمانه میتوان تقسیم کرد. اصول کارگر این موتورها صفت تالی است. لیکن نحوه عمل آنها به سمت علت تفاوتهای ساختاری پشیزی متفاوت است. البته ازنوع امروزین تر باید به چهار زمانه استعاره کرد که حتی تاثیر کمتری بر روی الودگی هوا دارد.
خودرو چهارزمانه:
این موتورها برای تمام ترکیدن (مرحلهٔ تبدیل انرژی سوخت به انرژی مربوط بهمکانیک ) بایستی چهار مرحلهٔ مکش، تراکم، ترکیدن و تخلیه را انجام دهند.
موتورهای دوزمانه:
این موتورها در هر دور دور دارای یک انفجار هستند. این کار با ترکیب کردن مراحل انفجار و دم و بازدم به عنوان یک بار و ترکیب تخلیه و تراکم بهعنوان مرحلهٔ بعدی صورت میگیرد. راندمان موتورهای تاخت زمانه به درجات از موتورهای چهارزمانه بیشتر است.
موتور دیزل گونهای خودرو درونسوز است که در ثانیه از چرخه دیزل برای ایجاد حرکت استفاده میشود. فرق اصلی آن با موتور اتو ایجاد آتشگرفتن باب اثر تراکم است. یعنی انفجار بر ایز انباشتگی سوخت و هوا بدون نیاز به جرقه زنی میباشد(سیستم احتراق داخلی دیزل(.
موتور درون سوزی که 2 فرایند حقیقی دارد.
خودرو درون سوزی با چهار فرایند اصلی 1-مکش سوخت 2- تراکم 3-احتراق و 4- خروج بخار است.
موتور درون سوزی بر اصل موتور چهار زمانه با ازدیاد فرآیند و کارکرد نسبت به آن و با ۶ عمل در چرخه فرایند می باشد.
به سمت موتورهایی که پیستون ندارند و بجای آن روتور دارند که بصورت دورانی حرکت می کند اطلاق می شود. مانند خودرو وانکل و خودرو شبه توربین. این نوع خودرو ها باب پهپاد هایی استفاده میشود که در منطقه ای وسیع به شعاع km 300 تا km 500 مورد نیاز باشد استفاده می شود.
موتور شبه توربین خیلی شبیه موتور دورانی است، یک روتور درون بدنه ی تقریباً بیضی چهره باده چرخد. موتور شبه توربین روتور چهار جزیی دارد. گوشه های روتور حرف پیکر به خوبی آب بندی شده اند و نیز گوشه های روتور نسبت به بخش داخلی آب بندی اند. باب نتیجه چهار محفظه ی جدا تشکیل می شود.
موتور دورانی که صفت پدیدآورنده ثانیه دکتر فلیکس وانکل بود، گاهی خودرو وانکل یا موتور دورانی وانکل نامیده می شود. اجزائ اصلی آن روتور، جلد روتور ، محور برونداد ، چراغ جرقه زنی ، قطعات آبندی می باشد. در خودرو وانکل مانند موتور های بنزینی چهار زمانه آمیخته هوا و بنزین وارد محفظه ی بزرگی از موتور می شود سپس با کوچک شدن حجم آن مخلوط هوا و بنزین تحت فشار قرار گرفته و با ایجاد جرقه به وسیله شمع انفجار حاصل می شود، مولکول های گاز دراثر احتراق منبسط می گردند و فشار محفظه ی تراکم به شدّت بالا می رود و نیروی حاصل از آن به روتور اعمال شده و به علّت اختلاف مرکز دوران بین روتورومیل لنگ نیروی چرخشی درروتور ایجاد می گردد. این نیروی چرخشی به بادامک محور لنگ که باب داخل روتور قرار دارد، وارد شده و به سمت فلایویل و سیستم انتقال قدرت می رسد.
به موتور هایی که عمل احتراق به سمت چهره منظم و پیوسته انجام میشود مانند موتورهای راکت و انواع موتور جت و توربین گازی اطلاق می شود.
به موتور هایی گفته میشود که ادا آتشگرفتن در آنها به صورت متناوب انجام می شود مانند موتور های پیستونی و پالس جت و موتور وانکل.
باب علم ترمودینامیک و باب بحث چرخههای ترمودینامیکی، موتور چرخهٔ اتکینسون[2] یک نوع موتور درونسوز میباشد که توسط جیمز اتکینسون باب سال ۱۸۸۲ میلادی ابداع شد. چرخهٔ اتکینسون برای آماده کردن ماکزیمم چگالی استطاعت به ازای هزینهٔ خرج شده، طرحریزی میشود و امروزه در برخی از خودروهای صفت دو گانه (همچون تویوتا پریوس) کاربرد دارد.
جیمز اتکینسون
چرخهٔ ایدهآل ترمودینامیکی:
انحنادار فشار - حجم چرخهٔ ایدهآل اتکینسون
چرخهٔ اتکینسون ایدهآل حاوی فرآیندهای زیر میباشد:
۱ به ۲ – فرآیند تراکم بازهم آنتروپی ) بیدرو و برگشتپذیر(
۲ به ۳ – فرآیند گرمایش هم حجم
۳ به ۴ – فرآیند گرمایش بازهم فشار
۴ به سمت ۵ – فرآیند بسط هم آنتروپی
۵ به سمت ۶ – فرآیند سرمایش بازهم حجم
۶ به سمت ۱ - فرآیند سرمایش هم تنگی
توربین گاز:Gas Turbine یک ابزار دوار است که بر اساس توان گازهای ناشی از احتراق کار میکند. هر توربین گاز حاوی یک کمپرسور برای فشرده کردن هوا، یک محفظه آتشگرفتن برای آمیخته کردن هوا با سوخت و محترق کردن آن و یک توربین برای تبدیل اجرا کردن انرژی گازهای داغ و مجمل به انرژی مربوط بهمکانیک است. بخشی از توان مکانیکی تولی شده باب توربین، صرف چرخاندن کمپرسور خود توربین شده و باقی انرژی، بسته به کاربرد توربین گاز، ممکن است دینام برق را بچرخاند (توربو ژنراتور)، به آتمسفر تعجیل دهد ( توربوجت و توربوفن) و یا مستقیماً (یا بعد از استحاله سرعت دور توسط جعبه دنده) به همان صورت استعمال شود ( توربوشفت، توربوپراپ و توربوفن). موتور هواپیما شامل توربوجت، توربوفن، توربوشفت، توربوپراپ، رمجت، موشک می باشد.
در سال ۱۷۹۱، یک مخترع انگلیسی به نام جان باربر، یک ابزار طرحریزی کرد که از نظر ماهیت کارکرد شبیه به توربینهای گاز امروزی بود و حق امتیاز این طرح را به نام خود درج کرد . او این توربین را برای به حرکت درآوردن یک کالسکه بری اسب طرحریزی کرده بود. در سال ۱۹۰۴، یک برنامه ساخت توربین گاز توسط فرانتس استولز در برلین انجام شد که اولین کمپرسور محوری جهان در ساخت آن مناسبت استفاده قرار افسرده بود، ولی این پروژه ناموفق بود. در طی سالهای بعد، افراد جوراجور بر چهر ایده توربین گاز فعالیت کردند، به طوری که شرکت جنرال الکتریک آمریکا که امروزه بزرگترین تولیدکنندهٔ توربین گاز در آفاق است، در سال ۱۹۱۸ بخش توربین گاز خود را راهاندازی کرد. با این وجود، نخستین توربین گازی برای پدیدآوری توان برق، در سال ۱۹۳۹ میلادی و باب شرکت براون باوریدر سوئیس ساخته شد که گنجایش ثانیه ۴ مگاوات بود.
مبنای کارکرد:
چرخهٔ برایتون، اصل کارکرد توربینهای گاز:
مبنای کار توربینهای گاز از نظر ترمودینامیکی، حرف اساس چرخهٔ برایتون است که باب آن، آتمسفر به صورت بیدررو فشرده شده، احتراق در تنگی ثابت رخ داده و انبساط هوای فشرده و داغ در توربین، به سمت صورت بیدررو رخ میدهد و هوا به تنگی اولیه میرسد. در عمل، اصطکاک و توربولانس باعث میشوند که:
با ازدیاد دمای هوای ورودی به توربین، بازده توربینهای گاز افزایش مییابد؛ بنابراین، بهتر است که این دما تمام چه بیشتر انتخاب شود. اما باب این مورد از نظر تحمل مادهها تشکیلدهندهٔ محفظهٔ احتراق و پرههای توربین، محدودیت وجود دارد؛ بنابراین، در این قسمتها که به آنها بخشهای داغ یا Hot Sections، گفته میشود، از مواد مقاوم به دماهای زیاد مانند سوپرآلیاژها استفاده میشود. همچنین این قسمتها با استفاده از تکنولوژیهای پیچیدهای خنککاری میشوند.
انواع توربین گاز:
توربین گاز سری H شرکت جنرال الکتریک، این توربین ۴۸۰ مگاواتی در چیدمان سیکل ترکیبی، ثمر حرارتی ۶۰٪ دارد.
توربینهای دندان صنعتی از بهر تولید توان الکتریکی، که توربوژنراتور گاز هم نامیده میشوند، توربینهای گازی هستند که توان تولیدشده به سمت وسیلهٔ آنها، بلاواسطه و یا پس از تغییر سرعت دوران در جعبهدنده، به ژنراتور منتقل شده و در آنجا به انرژی الکتریکی تبدیل میشود. این سنخ توربین گاز، میتواند به صورت سیکل ساده (به انگلیسی: Single Cycle) و یا تناوب ترکیبی (به انگلیسی: Combined Cycle) باشد. باب حالت سیکل ساده، گازهای خروجی از اگزوز توربین که میتوانند حرف ۶۰۰ پایه سانتیگراد دما داشته باشند، مستقیماً وارد هوا شده و انرژی باقیمانده در ثانیه هدر میرود؛ ولی باب حالت سیکل ترکیبی، یک یا دو توربین گاز با یک ت