กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 1 นาที

คอมเพรสเซอร์เครื่องยนต์กังหันแก๊ส

ดังที่ชื่อบ่งบอก คอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันแก๊ส ทำหน้าที่อัดอากาศใน วัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิก ของ เครื่องยนต์กังหันแก๊ส คอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันแก๊สมีสามประเภทพื้นฐาน...

คอมเพรสเซอร์เครื่องยนต์กังหันแก๊ส

แผนภาพกังหันก๊าซพร้อมคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุน

ดังที่ชื่อบ่งบอกคอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันแก๊สทำหน้าที่อัดอากาศในวัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิก ของ เครื่องยนต์กังหันแก๊ส คอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันแก๊สมีสามประเภทพื้นฐาน ได้แก่ คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงและคอมเพรสเซอร์แบบผสมนอกจากนี้ยังมีประเภทที่สี่ซึ่งไม่ค่อยพบเห็น คือ เครื่องกำเนิดแก๊ส แบบลูกสูบอิสระซึ่งรวมฟังก์ชันของคอมเพรสเซอร์และห้องเผาไหม้ไว้ในหน่วยเดียว

คอมเพรสเซอร์แกนหมุน

เครื่องยนต์เจ็ทแรงอัดสูงส่วนใหญ่ใช้คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ในคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุน อากาศจะไหลขนานกับแกนหมุน คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนถูกออกแบบมาให้มีหลายขั้นตอน แต่ละขั้นตอนประกอบด้วยใบพัดหมุนที่เรียกว่าโรเตอร์ ซึ่งเชื่อมต่อกับเพลาตรงกลาง และใบพัดคงที่ที่เรียกว่าสเตเตอร์ ในคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุน อากาศจะไหลจากขั้นตอนหนึ่งไปยังอีกขั้นตอนหนึ่ง หน้าที่ของใบพัดโรเตอร์คือการเร่งความเร็วของอากาศที่เข้ามาเพื่อเพิ่มพลังงานจลน์ของอากาศ จากนั้นของเหลวจะลดความเร็วลงเมื่อผ่านสเตเตอร์ และผลที่ตามมาคือพลังงานจลน์จะถูกแปลงเป็นความดันที่เพิ่มขึ้นโดยสเตเตอร์ ผ่านคอมเพรสเซอร์ พื้นที่การไหลจะลดลงและใบพัดจะเล็กลงเรื่อยๆ จากขั้นตอนหนึ่งไปยังอีกขั้นตอนหนึ่ง และนี่เป็นการชดเชยการเพิ่มขึ้นของความดันและความหนาแน่นของอากาศ ทำให้เกิดความเร็วตามแนวแกนคงที่ ในคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุน อาจมีมากถึง 20 ขั้นตอนระหว่างทางเข้าอากาศและทางออกของคอมเพรสเซอร์

คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง

ภาพตัดขวางของรถ Rolls Royce Goblin II ที่มีหมายเลขกำกับ โดยใบพัดของคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงคือหมายเลข 12

เครื่องยนต์เจ็ทเครื่องแรกสุดใช้คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง และปัจจุบันก็ยังคงใช้ในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทและเครื่องยนต์เทอร์โบชาฟต์ขนาดเล็กอยู่

ส่วนประกอบสำคัญที่ทำให้เกิดคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงคือใบพัดแบบแรงเหวี่ยง ซึ่งประกอบด้วยชุดใบมีดที่หมุนได้ ในคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง กระแสลมจะเคลื่อนที่ตั้งฉากกับแกนหมุน เมื่ออากาศผ่านใบพัดที่กำลังหมุน มันจะได้รับแรงเหวี่ยง อากาศจะถูกผลักเข้าสู่ศูนย์กลาง และการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวรัศมีนี้ส่งผลให้ความดันเพิ่มขึ้นและเกิดพลังงานจลน์ จากนั้นอากาศจะผ่านส่วนประกอบสำคัญอีกส่วนหนึ่งของคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงที่เรียกว่าส่วนกระจายลม ซึ่งจะแปลงพลังงานจลน์ของอากาศให้เป็นความดันที่เพิ่มขึ้นโดยการลดความเร็วของอากาศลงอย่างค่อยเป็นค่อยไป ส่วนกระจายลมเป็นส่วนประกอบคงที่ที่นำทางกระแสลมหลังจากออกจากใบพัด ใบพัดและส่วนกระจายลมมีส่วนช่วยประมาณ 65% และ 35% ของความดันทั้งหมดที่ผลิตในคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงตามลำดับ

การเปรียบเทียบระหว่างคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนและคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง

คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงแบบขั้นเดียวทั่วไปสามารถเพิ่มความดันได้ถึง 4 เท่า ในขณะที่คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนแบบขั้นเดียวที่คล้ายกันสามารถเพิ่มความดันได้เพียง 1.2 เท่า อย่างไรก็ตาม คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนยังคงมีข้อได้เปรียบเหนือคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงเนื่องจากสามารถมีหลายขั้นได้ ในคอมเพรสเซอร์แบบหลายขั้น ความดันจะเพิ่มขึ้นจากแถวหนึ่งไปยังอีกแถวหนึ่ง ซึ่งสามารถเพิ่มความดันได้ถึง 40 เท่า การผลิตคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงหลายขั้นที่มีประสิทธิภาพนั้นยากกว่ามาก เนื่องจากต้องมีการลำเลียงอากาศกลับไปยังแกนหมุนในแต่ละขั้น ดังนั้นเครื่องยนต์เจ็ทที่มีแรงอัดสูงส่วนใหญ่จึงใช้คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนหลายขั้น หากต้องการแรงอัดในระดับปานกลาง คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงจะใช้งานง่ายกว่าและมีประสิทธิภาพมากกว่ามาก

คอมเพรสเซอร์แบบผสม

ในอนาคต คอมเพรสเซอร์แบบผสมอาจมีบทบาทสำคัญในตลาดขนาดเล็ก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องยนต์เทอร์โบแฟน ซึ่งขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่ค่อนข้างใหญ่ของตัวกระจายลมในคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงเป็นข้อเสียเปรียบอย่างมาก

การบีบอัดแบบเป็นขั้นตอน

สองขั้นตอน

ที่อัตราส่วนความดันโดยรวมสูง ระบบการอัดอากาศมักจะแบ่งออกเป็นสองส่วน คือ คอมเพรสเซอร์ความดันต่ำ (LP) ที่ติดตั้งอยู่บนเพลาหนึ่ง ตามด้วยคอมเพรสเซอร์ความดันสูง (HP) ที่ติดตั้งอยู่บนเพลา HP และขับเคลื่อนด้วยกังหัน (HP) ของตัวเอง สำหรับเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนสำหรับเครื่องบินพลเรือน ขั้นแรกของคอมเพรสเซอร์ LP มักจะเป็นพัดลมแบบขั้นเดียว หากอัตราส่วนความดันของคอมเพรสเซอร์ HP เกินประมาณ 4.5:1 หน่วยนั้นอาจจะมีรูปทรงแปรผัน (เช่น สเตเตอร์แปรผัน) ในไม่กี่ขั้นแรก เพื่อทำให้เส้นการกระชากในแผนภูมิคอมเพรสเซอร์ตื้นขึ้น เพื่อรองรับเส้นการทำงานที่ตื้น

สามขั้นตอน

ในเครื่องยนต์เทอร์โบแฟนขนาดใหญ่สำหรับพลเรือน โรลส์-รอยซ์ได้แบ่งระบบอัดอากาศออกเป็นสามส่วน ได้แก่ พัดลม คอมเพรสเซอร์แรงดันปานกลาง (IP) และคอมเพรสเซอร์แรงดันสูง (HP) โดยแต่ละส่วนขับเคลื่อนด้วยชุดกังหันของตัวเอง เครื่องยนต์เทอร์โบแฟนสำหรับกองทัพ รุ่น RB199ก็ใช้การจัดเรียงแบบเดียวกันนี้เช่นกัน

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซแบบลูกสูบอิสระ

แผนภาพเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซแบบลูกสูบอิสระสำหรับกังหันก๊าซ

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซแบบลูกสูบอิสระเป็นเครื่องยนต์ลูกสูบอิสระที่ใช้ไอเสียในการขับเคลื่อนกังหันก๊าซ โดยรวมฟังก์ชันของคอมเพรสเซอร์และห้องเผาไหม้ไว้ในหน่วยเดียว เครื่องจักรเหล่านี้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในช่วงปี 1930–1960 แต่ต่อมาก็เลิกใช้ไป[ 1 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gas_turbine_engine_compressors&oldid=1349042660 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ คอมเพรสเซอร์เครื่องยนต์กังหันแก๊ส

ดังที่ชื่อบ่งบอก คอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันแก๊ส ทำหน้าที่อัดอากาศใน วัฏจักรทางเทอร์โมไดนามิก ของ เครื่องยนต์กังหันแก๊ส คอมเพรสเซอร์ของเครื่องยนต์กังหันแก๊สมีสามประเภทพื้นฐาน...

คอมเพรสเซอร์แกนหมุน

เครื่องยนต์เจ็ทแรงอัดสูงส่วนใหญ่ใช้คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูง ในคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุน อากาศจะไหลขนานกับแกนหมุน คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนถูกออกแบบมาให้มีหลายขั้นตอน แต่ละขั้นตอนประกอบด้วยใบพัดหมุนที่เรียกว่าโรเตอร์...

คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง

เครื่องยนต์เจ็ทเครื่องแรกสุดใช้คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง และปัจจุบันก็ยังคงใช้ในเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ทและเครื่องยนต์เทอร์โบชาฟต์ขนาดเล็กอยู่

การเปรียบเทียบระหว่างคอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนและคอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยง

คอมเพรสเซอร์แบบแรงเหวี่ยงแบบขั้นเดียวทั่วไปสามารถเพิ่มความดันได้ถึง 4 เท่า ในขณะที่คอมเพรสเซอร์แบบแกนหมุนแบบขั้นเดียวที่คล้ายกันสามารถเพิ่มความดันได้เพียง 1.