توربین گازی

توربین گازی ( به انگلیسی: Gas Turbine ) یک موتور درون سوز از گونه ماشین های دوار است که بر اساس انرژی گازهای ناشی از احتراق کار می کند. کاربرد اصلی آن در نیروگاه ها است اما موتور بالگردها، موتور هواپیماهای مسافری، موتور هواپیماهای جنگی و موتور بیشتر کشتی های توربینی نیز گونه هایی از توربین گازی هستند.
هر توربین گاز شامل یک کمپرسور برای فشرده کردن هوا، یک محفظه احتراق برای مخلوط کردن هوا با سوخت و محترق کردن آن و یک توربین برای تبدیل انرژی درونی گازهای داغ و فشرده به انرژی مکانیکی است. بخشی از انرژی مکانیکی تولیدشده در توربین، صرف چرخاندن کمپرسور خود توربین شده و باقی انرژی، بسته به کاربرد توربین گاز، ممکن است مولد الکتریکی را بچرخاند ( توربوژنراتور ) ، به هوا سرعت دهد ( توربوجت و توربوفن ) یا مستقیماً ( یا بعد از تغییر سرعت چرخش توسط جعبه دنده ) به همان صورت مصرف شود ( توربوشفت، توربوپراپ و توربوفن ) . یکی از کابردهای توربین گازی پیشرانه توربین گازی خودرو و خودروهای زره پوش است به عنوان مثال تانک ابرامز دارای موتور توربین گازی ۱۵۰۰ اسب بخاری نیرومند است؛ همچنین تانک تی - ۸۰ شوروی دارای یک موتور توربین گازی بسیار پردردسر و کم کاربرد بود.
در سال های کنونی شاهد پیشرفت سریع موتور توربین گازی بودیم که روزبه روز پرکاربردتر می شود.
در سال ۱۷۹۱ میلادی، یک طراح به نام جان باربر، یک ماشین طراحی کرد که از نظر ماهیت کارکرد شبیه به توربین های گاز امروزی بود و ثبت اختراع این طرح را به نام خود کرد. او این توربین را برای به حرکت درآوردن یک کالسکه بدون اسب طراحی کرده بود. در سال ۱۹۰۴ میلادی، یک پروژه ساخت توربین گاز توسط فرانتس استولز در برلین انجام شد که اولین کمپرسور محوری جهان در ساخت آن مورد استفاده قرار گرفته بود، ولی این پروژه ناموفق بود. [ ۱] در طی سال های بعد، افراد مختلف بر روی ایده توربین گاز فعالیت کردند، به طوری که شرکت جنرال الکتریک آمریکا که امروزه بزرگ ترین تولیدکنندهٔ توربین گاز در جهان است، در سال ۱۹۸۰ بخش توربین گاز خود را راه اندازی کرد. با این وجود، نخستین توربین گازی برای تولید انرژی برق، در سال ۱۹۳۹ میلادی و در شرکت براون، باوری & سی در سوئیس ساخته شد که ظرفیت آن ۴ مگاوات بود.
مبنای کار توربین های گاز از نظر ترمودینامیکی، بر اساس چرخه برایتون است که در آن، هوا به صورت بی دررو فشرده شده، احتراق در فشار ثابت رخ داده و انبساط هوای فشرده و داغ در توربین، به صورت بی دررو رخ می دهد و هوا به فشار اولیه می رسد. در عمل، اصطکاک و توربولانس باعث می شوند که:

توربینِ گازی (gas turbine)
موتوری برای تولید گاز داغ لازم برای چرخاندن توربین۱، از طریق احتراق سوخت. بیشترین کاربرد آن در هوانوردی است. همۀ موتورهای جت (← پیش رانش جت) توربین های گازی اصلاح شده اند و بعضی لکوموتیوها و کشتی ها نیز با این توربین کار می کنند. در صنعت نیز برای تولید برق و تلمبه زنی به کار می رود. در نوعی توربین گازی، کمپرسوری چند تیغه هوا را می مکد و آن را فشرده می کند. هوای فشرده با فشار بالا وارد محفظۀ احتراق می شود، سوخت به داخل آن پاشیده می شود، و احتراق صورت می گیرد. گازهای داغ حاصل از احتراق معمولاً از میان تیغه های دو توربین خارج می شود و آن ها را به چرخش درمی آورد. یکی از توربین ها کمپرسور را به کار می اندازد و دیگری توان خروجی تولید می کند که برای استفاده مهار می شود.
turbine