Gaasiturbiineja

Gaasiturbiineja ovat sisäpolttoaineella toimivat turbokoneet, jotka muuntavat polttoaineen palamisen lämpöenergian kaasujen laajenemisen kautta mekaaniseksi työksi. Ne noudattavat Braytonin kiertoa: ilma puristetaan kompressorilla, siihen syötetään polttoainetta ja palamislämpö tuottaa kuumia kaasuja, jotka laajenevat ja pyörittävät turbiinia. Turbiinin pyöriminen siirtää työtä eteenpäin, usein generaattorille.

Keskeiset osat ovat kompressori, palotila, turbiini ja akseli sekä usein generaattori tai muu kuormitus. Joissakin järjestelmissä käytetään lämmön takaisinottoa, kuten lämmönvaihdinta, joka parantaa tehokkuutta. Polttoaineen syöttö- ja hallintajärjestelmät sekä jäähdytys- ja suodatusjärjestelmät liittyvät käyttökohteen mukaan.

Sovellukset: Gaasiturbiineja käytetään laajasti sähkön- ja lämmöntuotannon sekä teollisten prosessien tehojen tuottamiseen, joissa tarvitaan nopeasti reagoivaa tehoa. Yhdistettyjä sykliä (CCGT) käytetään suuritehoisissa voimalaitoksissa, joissa kaasuturbiinin poiston lämpö hyödynnetään höyryturbiinissa lisätyöksi. Lentokoneissa ja meriliikenteessä ne toimivat pääasiallisina voimanlähteinä tai mekaanisina ajureina.

Tehokkuus ja kehitys: yksinkertaisen kierroksen hyötysuhde on tyypillisesti noin 30–45 prosenttia; modernit yksiköt voivat ylittää 45 prosenttia. Yhdistetyt järjestelmät voivat saavuttaa kokonaistehokkuuksia yli 60 prosenttia. Kehitys keskittyy puhtaampaan palamiseen, alhaisempiin päästöihin, korkeaan polttoainetalouteen sekä parempaan luotettavuuteen ja monipuoliseen polttoaineiden käyttöön.

Historia: Gaasiturbiinit kehittyivät 1930-luvulla; varhaisia suunnittelijoita olivat Frank Whittle ja Hans von Ohain, joiden työt vaikuttivat sekä ilmailuun että teollisuuteen.