c m ? Mempelajari fungsi dan kegunaan turbin gas 2 ? Mengetahui komponen-komponen dalam turbin gas 3 ? Mengenali perbezaan di antara loji turbin gas kitaran terbuka dan loji turbin gas kitaran tertutup 4 ? Memahami prinsip asas dalam loji turbin gas
×urbin gas telah mula wujud pada zaman revolusi perindustrian eropah lagi Rekabentuk
pertama turbin gas dibuat oleh John Barker seorang inggeris pada tahun mm Sitem turbin gas digerakkan dengan hasil pembakaran seperti batu api, kayu dan minyak Pemampat pada masa itu digerakkan dengan turbin dengan menggunakan rantai roda gigi Pada masa kini terdapat pelbagai jenis turbin gas dan amat penting dalam industri dan juga kehidupan seharian ×urbin gas digunakan sebagai generator, dalam mesin industry, kapal terbang dan lain-lain lagi
Satu loji tenaga kuasa yang menghasilkan tenaga elektrik dengan menggunakan bahan
bakar cecair atau gas
Hasil pembakaran iaitu gas ekzos yang bertekanan tinggi kemudian
digunakan untuk memusingkan turbin Komponen utama dalam loji turbin gas ialah m ? Pemampat 2 ? Rongga pembakaran 3 ? ×urbin gas ×erdapat juga komponen yang digunakan untuk meningkatkan kecekapan loji iaitu m ? Penjana semula 2 ? Penyejuk antara 3 ? Pemanas antara 4 ? ×urbin Gas terbahagi kepada dua kitaran iaitu
m ? ?
Apabila pendesak pada pemampat berputar, ianya akan menghasilkan vakum dan ini akan menyebabkan udara kasa masuk ke dalam pemampat Dengan ini, putaran yang tinggi ini akan menyebabkan udara tadi dimampat pada satu tekanan yang sangat tinggi di dalam ruang pembakaran Apabila ini berlaku maka bahan api akan disemburkan ke dalam ruang pembakaran yang mempunyai udara yang panas dan bertekanana tinggi Punca ini boleh jadi bahan api cecair atau gas Ini akan menyebabkan campuran udara dan bahan api terbakar Seperti yang kita sedia maklum apabila dari pembakaran ini, pengembangan akan berlaku menyebabakan tekanan gas ekzos yang sangat tinggi
×ekanan gas ini kemudiannya akan keluar kepada turbin di man gas-gas yang bertekanan tinggi ini akan kena pada bilah-bilah turbin dan seterusnya memutarkan turbin ini dengan kelajuan yang sangat tinggi
Gas ini kemudiannya akan keluar ke udara kasa dan dibebaskan begitu
sahaja Oleh kerana aci pemampat dan turbin adalah sama maka gas yang menyebabkan turbin
berputar dan seterusnya menyebabkan proses ini berulang Kuasa putaran yang diperlukan ini akan di ambil dari aci keluaran turbin Disebabkan putaran aci turbin gas ini terlalu tinggi maka ianya hanya digunakan pada punca yang memerlukan putaran yang tinggi ataupun gear penurunan atau turbin tekanan rendah digunakan pada sistemnya
Kerja dari turbin tekanan tinggi = kerja masukan ke pemampat Cpg (×3±×4) = Cpa ( ×2 ± ×m)
Kerja keluaran bersih = Cpg (×4 ± × )
Seperti juga pada system turbin kitaran terbuka, system turbin tertutup mempunyai komponen yang sama Perbezaannya adalah dari segi pengembangan udara bagi tujuan turbin diputarkan Apabila turbin hendak dihidupkan maka pemampat dan turbin akan berpusing pada kelajuan yang sama kerana dipasang pegun pada satu aci yang sama Apabila putaran berlaku udara yang memasuki pemampat dan seterusnyau dara termampat ini akan melalui satu pemanas Di sini apabila udara mengembang secara mendadak dan akan menghasilkan tekanan yang sangat tinggi Udara yang bersuhu dan bertekanan tinggi ini tidak terbakar dan boleh digunakan semula
×ekanan gas atau udara yang keluar akan menghentam bilah-bilah turbin dan seterusnya menyebabkan turbin berputar
Setelah memutarkan turbin gas yang terkembang itu akan
memasuki penyejuk antara yang mana akan menyejukkan udara itu sebelum masuk kembali ke dalam pemampat untuk prose ulangan Dengan ini udara tidak akan dibebaskan ke udara kasa
dan dapat menjimatkan penggunaan bahan api Untuk system ini terdapat juga bahan api dan ruang pembakaran yang digunakan sekali bagi membolehkan sistemnya mudah dihidupkan dan kemuadiaanya bekalan ini diputuskan dibebaskan ke udara kasa
Gas yang terbakar pada peringkat awal itu akan
Ini lah yang dikatakan sebagai system tertutup yang mana system
terbuka membebaskan gas ekzos ke udara kasa manakal sistem tertutp pula tidak membebaskan udara yang telah dikembangkan ke udara kasa
Apabila turbin gas mempunyai pemampat 2 peringkat, maka penyejuk antara diletakkan diantaranya - Apa yang diperolehi nisbah tekanan di aliran jisim yang dibrikan akan berkurang, ini akan
dapat diperhatikan dari persamaan bahawa kerja masukan dengan system pendingin antara adalah kurang daripada kerja masukan tanpa pendingin antara - ×ekanan antara peringkat yang paling baik adalah yang boleh member nisbah tekanan yang sama dalam setiap peringkat pemampat - Kerja masukan adalah minimum apabila nisbah tekana dalam setiap peringkat adalah sama dan apabila suhu udara didinginkan dalam pendingin antara kembali kepada nilai di salur masuk unit (×3=×m) iaitu dengan merujuk gambarajah ×-S - Merujuk kepada gambarajah ×-S ; m-2¶
-
Dalam pemampatan takanan rendah
2¶-3
-
Dalam penyejuk atau pendingin antara
3-4¶
-
Dalam pemampatan tekanan tinggi
4¶-
-
Dalam kebuk pembakaran
-
Dalam turbin
-6¶
Gambarajah ×-s bagi penyejuk atau pendingin udara
Dengan menggunakan persamaan aliran pada setipa bahagian kitar bagi seunit jisim kita perolehi
a ? Untuk pemampat tekanan rendah Kerja masukan , Wp (×R) = Cp (×2`-×m) b ? Untuk pemampat tekanan tinggi Kerja masukan, Wp (××) = Cp (×4`-×3) c ? Untuk kebuk pembakaran Haba yang dibekalkan, Q = Cp (× -×4`) d ? Untuk turbin Kerja keluaran W = Cp (× -×6`) e ? Kecekapan haba = Kerja keluaran bersih Haba yang dibekalkan f ? Kerja masukan dengan penyejuk antara W masuk = Cp (×2`-×m) + Cp (×4`-×3) g ? Merujuk kepada gambarajah ×-s didapati nisbah mampatan antara pemampatpemampat, P2 = P4 Pm h ? isbah kerja =
P3
Kerja keluaran bersih Kerja keluaran kasar ( Kerja keluaran turbin )
isbah kerja = Kerja pegembangan ± Kerja pemampatan Kerja pegembangan
W 6` - (Wm2` + W34`) W 6`
i ? Haba dibekalkan ( Dengan penyejuk antara ) = Cp ( ×4`-× )
-? Proses pegembangan biasanaya dilakukan didalam 2 peringkat turbin berasingan -? ×urbin tekanan tinggi akan haya memacu pemampat dan turbin tekanan rendah akan memberikan kuasa keluaran berguna atau bersih -? Kerja keluaran turbin tekanan tinggi dapat ditingkatkan dengan meningkatkan suhu disalur masuk peringkat ini Ia dilakukan dengan melatakkan kebuk pembakaran antara turbin tekanan tinggi dan turbin tekanan rendah supaya gas yang keluar daripada turbin tekanan tinggi dapat dipanaskan -? Sama dengan perbincangan awal, kerja keluaran turbin tekanan tinggi mesti sama dengan kerja masukan yang diperlukan oleh pemampat iaitu dengan mengabaikan kesusutan mekanik Cpa ( ×2`-×m) = Cpg (×3-×4`)
-? Kerja keluaran bersih adalah kerja keluaran dari turbin tekanan rendah a ? Dengan penjan atau pemanas semula Kerja keluaran bersih = ××R = Cpg ( × -×6`) b ? isbah kerja = Kerja pegembangan ± Kerja pemampatan Kerja pengembangan c ? isbah kerja = m-Kerja pemampatan Kerja pegembangan d ? Haba dibekalkan ( Dengna pemanas semula ) Cpg ( ×3-×2`) = Cpg (× -×4`)
Gambarajah ×-s dengan pemanas semula
-? Gas panas yang meninggalkan turbin masih dalam keadaan panas begitu juga entalpi Oleh itu gas panas ini dialirkan kedalam penukar haba bertujuan untuk memanaskan udara sebelum masuk kebuk pembakaran -? Haba yang berpindah dari gas tersebut digunakan untuk memanaskan udara yang meninggalkan pemampat -? Dalam sebuah penukar haba yang unggul, udara akan dipanaskan daripada ×2` ke ×3 = × ` dan gas akan didinginkan dari × ` ke ×6 = ×2` -? Dalam amalan, perkara ini tidak akan berlaku kerana sesuatu perbezaan suhu terhingga diperlukan di semua titik di dalam penukar haba tersebut bagi mengatasi rintangan terhadap pemindahan haba -? Merujuk gambarajah ×-s perbezaan suhu yang perlu antara gas dan uddara yang masuk ke penukar haba ialah ( ×6 ± ×2`) Perbazaan yang perlu diantara gas dan udara keluar dari penukar haba ialah ( × ` - ×3) -? Jika tida haba yang dilepaskan ke atmosfera maka haba yang dilepaskan oleh gas mestilah sama dengan haba yang diterima oleh udara ma cpa ( ×3 ±×2`) = mg Cpg ( × `-×6)
-? Keberkesanan penukar haba ditakrifkan untuk memberi perbezaan suhu yang diperlukan bagi maksud pemindahan haba a ? Keberkesanan
=
Haba yang diterima oleh udara Haba maksimum yang mungkin boleh dipindahkan oleh sebuah penukar haba
Keberkesanan
= ma cpa ( ×3-×2`) mg cpg ( × `-×6)
b ? isbah haba
=
Kenaikan suhu udara Perbezaan suhu maksimum sedia ada
isbah haba
= ( ×3-×2`) ( × `-×6 )
c ? Haba yang dibekalkan oleh bahan api dengan penukar haba = Cpg (×4-×3)
Gambarajah ×-s dengan penukar haba
Fungsi dan kegunaan turbin gas telah dipelajari Komponen-komponen dalam turbin gas juga telah di ketahui
Perbandingan di antara turbin gas kitaran terbuka dan loji gas kitaran
tertutup juga telah diketahui
Prinsip asas untuk kendalian turbin gas turut difahami Secara
keseluruhannya kami dapat mengenali turbin gas dengan lebih terperinci Setiap komponenkomponen yang ditambah adalah bertujuan untuk meningkatkan lagi kecekapan sesebuah turbin gas tersebut
