Gaasturbine

Dit artikel is gesjreve (of begós) in 't Oeals. Laes hie wie v'r mit de versjillende saorte Limburgs ómgaon.

---

Ein Gaasturbine, ouch Expander genumpdj, is ein turbine (Sjtruimingsmasjien) wo in ein onger drök sjtaondj gaas onger aafveuring van arbeid expandeertj. Den weurdj in principe allein 't turbinedeil van ein gaasturbine bedoeldj.

Mit gaasturbine weurtj ouch bedoeldj de complete installatie, det wiltj den zegke, de (gaas)turbine mit de compressor op ein as, en'ne verbranjingskamer. In principe is ein gaasturbine eine verbranjingsmotor, wobie de compressor zorgtj veur 't comprimere van'ne aangezaoge verbranjingslóch, daonao weurdj in'ne verbranjingskamer de brandsjtof toegeveurdj en verbrandj, wonao de heite verbranjingsgase via de turbine expandere, en aafgeveurdj waere nao de atmosfeer. 't werkingsprincipe berusj op ein kringloupproces, 't zogenaamdje Brayton-Joule proces. In det proces genumpdj nao de natuurkundige Brayton en Joule, die 't proces theoretisch höbbe besjtudeerdj, weurtj in ein drök volume diagram zichbaar gemaaktj wiej zo'n proces verlöptj.

Gaasturbine van ein turbopropdriefwerk:
A Propeller, B driefwerk, C Compressor, D Verbranjingskammer, E Turbine, F Oetlaotgaas.

In'ne compressor weurtj via de sjoepe in ein of meer trappe de verbranjingsloch gekomprimeerdj, dees loch weurtj in'ne verbranjingskamer gemix mit, gaasvormige of vloeibare, brandsjtof en daonao verbrandj, waonao in 't tubinedeil expansie van dit gaas plaatsvindj euver de sjoepe, daobiej weurtj de thermische energie omgezatj in mechanische. Dees mechanische energie zorgtj veur 't aandrieve van'ne compressor, en de euvergebleve energie kintj waere gebroekdj es aandriefkrach veur versjillendje doeleinde. Gaasturbines waere väöl gebroekdj es aandriever in'ne industrie biej generators of pompe, mer ouch in'ne lochvaart biej vleegtuge of helikopters. Biej eine sjtraolmotor versjneldj de thermische energie de gaassjtroum, wodoor de zogenaamdje sjtuwkrach ontsjteitj.

De gaasturbine is ein van'ne thermische stjruimingsmasjienes of thermische turbomasjiener (oet lat. „turbare“ = „drejje“).

Gesjiedenis

Al in 1791 verworf de Ingelsman John Barber 't eerste patent veur ein gaasturbine. In'ne praktijk werkdje 't mesjien toch neet, omdet de besjikbare brandjsjtoffe neet voldeje. Pas rondj 1900 kwame d'r nuuj besjlissendje impulse die höbbe geleidj toet de ontwikkeling van'ne eerste broekbaar gaasturbine. Beroempdj zeen in dit geval de name Stolze, Elling en Holzwarth. Mit medewerking van Holzwarth en professor Stodola boewdje BBC in 1928 ein prototype mit ein vermoge van 2 megawatt (MW), det zeen 2.000.000 watt. Toch kwame de hoog verwachtinge die men haaj van'ne gasturbine nog neet oet, veural door 't ontbraeke van veur die hoog temperature gesjikdje materiale en de gebrekkige airodynamische kennis op det moment. In 1939 leverdje BBC ein gaasturbine aan 't Ingelse lochvaartministerie, det zie es proofmasjien gebroekdje. In 1940 zatj ein centrale in 't Zjwitserse Neuenburg de eerste gaasturbine in. Die gaasturbine hej 4 MW vermoge en leverdje positief resultate die d'r toe leidje det einzelfdje gaasturbine waerdje ingeboewdj in eine locomotief, de SBB Am 4/6 1101. Door de hoog verleze biej de energie-omzetting vonj dees aandriefvorm echter neet väöl toepassinge. De gaasturbine waerdje vanaaf 't enj van'ne tweede waereldoorlog veural ingezatj es vleegtuugmotor, en is dao ongerwiel 't meiste toegepasdje aandriefmasjien. Bie stationair eenhede weurtj de gaasturbine döks gebroekdj door det ze zo sjnel kinne opsjtarte, en veural de letste jaore waere ze gekombineerdj mit eine aafgassekaetel, wo de wermdje van 't oetlaotgaas weurtj gebroekdj om sjtoum op te wekke, dae den weer weurtj gebroekdj om ein sjtoumturbine aan te drieve, gebroekdj dees combinatie numpdj men taegewoordig ein SJTEG (SJToum En Gaasturbine) installatie.

Types gaasturbines

In principe kinne d'r twee saorte gaasturbines waere ongersjeije. De van vleegtuugmotore aafgeleide gaastturbines de zogenumpdje 'vleegtuugaafgeleide' of 'aero-deriviates' , en de zjwaor industriele gaastrubines, ouch waal 'industrials' genumpdj.

Werking

't Joule-proces in 't Duits

't Thermodynamische vergeliekingsproces is 't Joule-proces, det ge-ïdealiseerdj oet twee isentrope twee isobare besjtuitj; dit weurdj ouch 't geliekdrök principe genumpdj De compressor zuugtj oet de boetelóch lóch aan, comprimeerdj die (1 -> 2)en bringktj ze nao de verbranjingskamer. Dao weurdj ze same mit de ingesjpaote brandjsjtof biej geliekblievendje drök verbrandj (2 -> 3). Bie de verbranjing ontsjtaon heite verbranjingsgasse, mit ein temperatuur toet ongeveer 1500°C. Dees heite verbranjingsgasse sjtruime mit hoog sjnelheid in de turbine. In'ne turbine weurdj de sjtruiming ontsjpanne, en de in de sjtruiming aanwezige enthalpie in mechanische energie omgezatj (3 -> 4). Ein deil van'ne mechanische energie (toet waal tweederde) weurdj veur 't aandrieve van'ne compressor gebroektj, de res is es mechanische energie w_T besjikbaar om get anges aan te drieve. 't Rendement van ein gaasturbine is daorom ouch hoger es de turbineintree temperatuur hoger is en wiej hoger de drökverhaajing van'ne compressor is. De begrenzing vormdj hiej in principe de maximaal toelaotbare temperatuur van'ne eerste riej sjoepe van'ne gaasturbine. Op det gebied zeen de letste jaore väöl sjtappe gezatj, doordet de keuling van die sjope sjteeds baeter löktj, en d'r sjteeds baeter materiale gevonje ware die die temperature aankinne.

Brandjsjtof

Es brandjsjtof komme verschillendje vloeibaar of gaasvormige sjtoffe in aanmerking: naeve aerd en synthesegaas ouch sjtortgaas, biogaas, kerosine, hoesbrandjaolie, diesel, gaasaolie en zelfs zjwaore aolie. De letste nuuj brandsjtof veur gaasturbines is watersjtof. 't Geuftj zelfs ein toepassing oet Zuid-Afrika, wobiej de verbranjingsloch weurdj verwermdj door dees te leije door ein verbranjingskamer die gesjtaok weurdj mit kaole. Det is in Zuid Afrika ontwikkeldj in'ne tied van'ne aolieboycat taege det landj.

Wo waere gaasturbines gebroektj

De 1950 Rover JET1

De 1967 STP Oil Treatment Special

Autosjport

In 1950, waerdje door Rover de eerste auto aangedreve door ein gaasturbine geprizzenteerdj. De tweezitter JET1 haaj de motor achter de sjteul gemonteerdj, de lochinlaote zoote aan de ziekenj van'ne auto, en'ne oetlaot baove op 't achterwerk. Tiedes teste bereiktdje de wage ein topsjnelheid van 140 km/h, biej ein turbinetoeretal van 50,000 rpm. De gaasturbine leep op petrol, paraffine of diesel, 't brandjsjtofverbroek waas aevel väöl te hoog veur eine productieauto, zodet de ontwikkeling waerdje gesjtoptj, 't prototype is noe te zeen in Londe in 't Science Museum.

Rover en 't British Racing Motors (BRM) formule ein team boewdje same de Rover-BRM, eine gaasturbine aangedreve coupe, dae in 1963 mit deej aan'ne 24 oer van Le Mans, en gereeje door Graham Hill en Richie Ginther. De gemiddeldje sjnelheid waas 173 km/oer en'ne topsjnelheid 229 km/oer. De Amerikaan Ray Heppenstall ontwikkeldje same mit Howmet Corporation en McKee Engineering häöre eige gaasturbine sjportwage in 1968, de Howmet TX, daomit reeje ze versjillendje Europese en Amerikaanse races, en ze wonne d'r twee. Ze gebroekdje veur häöre wage Continental gaasturbines, wo mit ouch nog 6 FIA waereldsjnelheidsrecords veur gaasturbineaangedreve wages zeen neergezatj.

Lochvaart

Doordet de verhajing tösse gewich en vermoge zo gunstig is in vergelieking mit anger verbranjingsmotors zeen gaasturbines zeer gesjiktj veur in'ne lochvaartindustrie. Omdet 't totaalgewich van 't vleegtuug zaktj en 't vermoge toemumptj is 't gevolg det 't brandjsjtofvewrbroek daodoor ouch daaltj.

Bie helikopters en turboprop-vleegtuge weurdj de aandriefskrach van'ne gaasturbine gebroektj om de rotor of de propeller aan te drieve.

Kiek ouch biej sjtraolmotor, veur ein toepassing van ein gaasturbine es sjtraolmotor, daobiej weurdj de energie via ein sjtraolpiep omgezatj in sjtuwkrach, en weurdj dus neet de mechanische energie gebroektj. (Allein veur 't aandrieve van'ne compressor)

Militaire

Gaasturbines dene es aandrieving veur versjillendje voertuige, onger angere de Amerikaanse M1 Abrams en'ne Russische T-80 tanks waere door gaasturbines aangedreve.

Mechanische aandrieving

Gaasturbines waere ingezatj in centrales en in pomp of compressorstations wo ze gebroektj waere biej aolie en gaasleidingsysteme. Ouch waere gaastrubines gebroektj om sjepe of lochkussevaartuige aan te drieve.

Gaasturbine gekoppeltj mit elektrische generatore waere gebroektj es aandrieving veur lokomotieve.

Mikro gaasturbines

Dees waere in de neet al te verre toekoms ingezatj es vervanging veur de noe gebroekelikke CV-kaetel, om de hoezer te verwerme, en daonaeve decentraal sjtroum op te wekke, de wermte van 't oetlaotgaas weurdj gebroektj es verwerming of es keuling veur 't hoes, de euvergebleve mechanische energie weurdj gebroektj veur ein klein generatorke det sjtroum maaktj veur 't hoeshaaje. Ouch in'ne autoindustrie waere dees gaasturbinekes sjteeds meer gebroektj om zo de sjtroum op te wekke veur de hybrideoetveuring.

Veurbeeldje

• Sjtraolmotor
• (Turboprop)
• Helikoptermotor
• Lochkössevaartuug of hovercraft (Ingels)
• Sjeepsmotor (GTS = Gas Turbine Ship wie biejveurbeeldj GTS Summit of GTS Constellation)
• Centrales
• Wermte Krach Koppeling (WKK)
• SJTEG = SJToum En Gaastubine installatie
• Prototypes van personewages biejveurbeeldj Chrysler Turbine Car, Rover Gaasturbine
• Aandrieving van tanks
• Aandrieving van lokomotieve, biejveurbeeldj de TGV 001 (Prototype) van'ne SNCF.

Fabrikante

Verbranjingskamer van ein General Electric GE J79 gaasturbine.

Omdet 't make en ontwikkele van grote gaasturbines väöl geldj kos, zeen d'r waereldwied mer inkele producente euver die grote gaasturbines boewe. Zo zeen d'r in Europa; Siemens Power Generation en Alstom Power Systems, in Amerika General Electric en in Japan Mitsubishi. Alle anger producente boewe gaasturbines in licensie van ein van dees veer.

Biej middelgrote gaasturbines zeen d'r get meer fabrikante, dees gaasturbines waere veural gebroektj in'ne (petro-chemische) industrie; Alstom Power, Siemens, General Electric, Rolls-Royce, Pratt & Whitney, Hitachi, MAN TURBO, en ein dochterongernumming van Caterpillar Solar Turbines en Kawasaki op te numme.

Veur toepassing es vleegtuugaandrieving dominere de grote bedrieve General Electric, Rolls-Royce en Pratt&Whitney.

Vanaaf ongeveer 1990 geuftj 't ein nuuj toepassing de zogenaamdje mikrogaasturbines. Naeve 't klein vermoge, tösse 30 en 500 kW, kinmerke dees turbines zich door häör eenvoudige techniek. De leeg turbineintree temperatuur leutj de toepaasing van ongekeulde sjoepe toe. Om 't rendement te verheuge waere recuperators toegepas, die de oetlaotwermdje trökgaeve aan'ne verbranjingsloch. Grootste fabrikant van dees dinger is de Amerikaanse firma Capstone. Verder fabrikante zeen Turbec, Elliot en Ingersoll-Rand.

Bronne

Veur dit artikel is gebroek gemaaktj van'ne Duitse en'ne Ingelse Wikipedia