Ana sayfa Bilgi Gaz türbinli motorlar nelerdir?

Gaz türbinli motorlar nelerdir?

33
0

Gaz türbinli motor çeşitleri nelerdir?

Yakıt kaynakları her geçen gün artan enerji tüketimi ile birlikte azalmaktadır. Yakıt miktarının zamanla tükenme riski, kullanılan enerji kaynaklarının verimli olarak kullanılmasını gerektirmektedir. Enerji dönüşüm ve üretim sistemlerinin veriminin arttırılması, enerji kaynaklarının daha etkin olarak kullanımını arttırmaktadır. Ulaşım sektörü %25 oranla enerji tüketiminde önde gelen sektörlerden biridir. Bu nedenle kara, deniz ve havayolu ulaşımında kullanılan sistemlerinin performanslarının arttırılması gerekmektedir. Havacılık sektörünün ulaşımdaki ve taşımacılıktaki rolü artmaktadır. Günümüz ticari uçaklarında en fazla gaz türbinli motorları kullanılmaktadır. Bu motorlar, itki-tepki prensibinden yola çıkılarak 19. yüzyılda geliştirilmiştir. Modern gaz türbinli motor sistemlerinin benzeri bir sistemin patenti İngiltere’de 1971 yılında alınmıştır. 19. yüzyılın başlarında, bir gaz türbinli motor sistemi ilk defa bir uçakta kullanmak için Almanlar tarafından geliştirilmiştir. Gaz türbinli motorlar, radyal kompresör, radyal türbin ve yanma odasından oluşturulmuştur. İlerleyen yıllardaki teknolojik gelişmelere bağlı olarak turbojet, turbofan, turboprop, turboşaft ve ramjet motorlar geliştirilmiştir. Ramjet ve turbojet motorundan alınan itki kuvveti, motordan çıkan akışkan jetinden kaynaklanır. Turbojetin değiştirilmesi ile turbofan, turboprop ve turboşaft elde edilmişlerdir. Bu motorlarla itki kuvveti fan, pervane ya da mil kullanılarak üretilir.

Turbojet motorlar

Turbojet motorlar, gaz türbinli motor çeşitlerinden biridir. Turbojet motorlar, hava alığı, kompresör, yanma odası, türbin ve egzoz lülesi parçalarından meydana gelmektedir. Turbojet motora alınan hava, alık vasıtasıyla kompresör girişine yönlendirilir ve akışın düzenli olması sağlanır. Kompresörde hava basınçlandırılır ve basıncın artmasıyla havanın sıcaklığı artırılır. Sıcaklığı artırılmış hava yanma odasına yönlendirilir. Yanma odasındaki hava üzerine çeşitli işlemlerle buharlaştırılmış olan yakıt püskürtülerek yanma sağlanmaktadır. Elde edilen yüksek sıcaklıktaki yanma gazı, türbinden geçerek gerekli gücü üretir. Bu güç, kompresör ve mekanik aksam için gerekli olan enerjiyi sağlamaktadır. Türbinden çıkan yanma gazlar, devamında egzoz lülesi tarafından hızlandırılarak dış ortama atılır. Bu süreç ile uçağın ihtiyacı olan itki sağlanır.

Turbojet motor yapısı

Üstteki şekilde bir turbojet J79 motorunun şematik görünüşü verilmiştir. Bu motorlar F-4
Phantom II ve B-58 Hustler uçaklarında kullanılmıştır. Altta ise örnek bir J79
turbojet motoru gösterilmiştir.

Turboprop ve Turboşaft motorlar

Turboprop motorlar, genel olarak kısa mesafeli uçan uçaklar için tasarlanmıştır. Bu motorlar, gaz türbinli uçak motoruna bir pervane eklenerek geliştirilmişlerdir. Eklenen pervanenin görevi, motora alınmadan havayı sıkıştırarak motora giren havanın debisini hızlandırmaktır. Tek şaftlı veya iki şaftlı olarak 2 gurupta sınıflandırılırlar. Tek şaftlı turboproplu motorlar, türbin yanma gazları ile ürettiği gücü şaftı kullanarak hem kompresöre hem de pervaneye iletir. İki şaftlı turboprop motorlarda, güç türbini veya serbest türbin olarak adlandırılan ikinci bir türbin daha bulunur. Türbinden alınan güç, birinci şaft ile kompresöre, serbest türbinden elde edilen güç ikinci şaft ile pervaneye iletilir. Hemen altta turboprop motor yapısının şematik görünüşü verilmiştir. Bir altındaki örnekte ise bir PT6A-34 turboprop motoru gösterilmiştir.

Turboprop motor yapısı

Turboprop motor görüntüsü

Turboşaft motorlar, turboprop motorlara benzemektedir fakat güç pervane yerine mile aktarılmaktadır. Turboşaft motorları genellikle helikopterlerde kullanılmaktadır.

Altta ise örnek bir PT6 turboşaft motoru gösterilmiştir.

Ramjet motorlar

Bu motorlar yanma bölgesi, hava alığı ve bir lüleden oluşur. Ramjette kompresör ve türbin bulunmaz. Hava, sıkışmanın olduğu alığa girer ve yanma bölgesine geçer. Yanma bölgesinden çıkan, sıcak gazlar lüleden atılır ve itki elde edilir. Ramjetlerin çalışması yanma bölgesinde basıncı artırmasına bağlıdır. Meydana gelen basınç artışı ramjetin çalışmasını sağlamaktadır. Ramjet motorlar yüksek sesüstü hızlarda daha verimli çalışırlar. Hemen altta ramjet motor yapısının şematik görünüşü verilmiştir.

Turbofan Motorlar

Gaz türbinli motorların günümüzdeki en gelişmiş tipi turbofan motorlardır. Turboprop motorlardan farklı olarak pervane yerine fan tercih edilmiştir. Fanın kullanım amacı havanın kompresöre girmeden önce basıncının yükseltilmesi ve motora birim zamanda giren hava miktarının artırılması için kullanılır. Turbofan motorunun yapısında bir hava alığı, gaz üreteci, fan ve bir lüle bulunmaktadır. Türbinden sağlanan enerjinin bir kısmı fana güç sağlamak için kullanılmaktadır. Turbofan motoru sınırlı bir uçuş bölgesinde turbojet motordan daha verimlidir. Bu nedenle çevreyi daha az kirletir.

Hemen altta turbofan motor yapısının şematik görünüşü verilmiştir. Bir altında ise örnek RollsRoyce RB-211 turbofan motor gösterilmiştir.

Turbofan motor yapısı

Rolls-Royce RB-211 turbofan motor

Turbofan motorlarında çalışma sıcaklığı

Alttaki şekilde gaz akış yolu üzerindeki sıcaklık artışı gösterilmektedir. Günümüz motorları 1500 oC aşan sıcaklıklara ulaşabilir. Motoru oluşturan bileşenler tipik bir ev fırınından sekiz kat sıcakta yaklaşık 1500 oC de çalışabilmektedirler. Genel eğilim türbin giriş sıcaklığını artırarak motorun itkisini küçük bir yakıt tüketimiyle artırmaktır. Genelde daha yüksek basınç oranı ve türbin giriş sıcaklığının birleştirilmesiyle sıcaklık verimi artırılır. Böylece yüksek verim ile düşük yakıt tüketimi elde edilir.

BİR CEVAP BIRAK

Please enter your comment!
Please enter your name here