المحرك التربيني و الضاغط

المحرك التربيني

 المحرك التربيني يتدفق الهواء من المدخل إلى الضاغط حيث تزداد قيمة الضغط للهواء الداخل قبل الدخول إلى الحارق. الضاغط يقوم بأداء شغل لزيادة ضغط الهواء.المحرك التربيني
النوعين الرئيسين للضاغطات هي المحوري axial والطارد مركزي centrifugal .
تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 708 * 531.
تم تصغير هذه الصورة. إضغط هنا لرؤية الصورة كاملة. الحجم الأصلي للصورة هو 709 * 532.المحرك التربيني
في الضاغط المحوري يسير الدفق بموازاة محور الدوراني في الاتجاه المحوري . في الضاغط الطارد مركزي دفق الهواء يدور عمودياُ على محور الدوران. المحركات النفاثة القديمة في بداياتهاكانت تستخدم الضاغط الطارد المركزي وما زالت تستخدم في بعض المحركات التربينية النفاثة turbojet والمحركات من نوع turboshaft وكمضخات لمحركات الصواريخ. المحركات التربينية النفاثة turbojet الحديثة الكبيرة والــــــ turbofan تستخدم الضاغطات المحورية .المحرك التربيني

شكل 3

في المعدل الضاغط الطارد المركزي أحادي المرحل يزداد ضغط دفق الهواء 4 أضعاف. في الضاغطات الطاردة المركزية ، الزيادة الإضافية في الضغط تنتج من تدوير الدفق نصف قطرياً . ضاغط محوري مماثل أحادي المرحلة يزيد الضغط فقط بــــ 1.2 ضعف، لكن يمكن وبسهولة وصل عدة مراحل ببعض منتجة ضاغط محوري متعدد المراحل . في الضاغط متعدد المراحل يزداد الضغط من مرحلة إلى مرحلة مثلاً 8 مراحل كل مرحلة يتضاعف الضغط 1.2 يعطي تضاعف كلي مقداره 4.3 ضعف. الحصول على ضاغط طارد مركزي متعدد المراحل بكفاءة جيدة أصعب بكثير ، لأن الدفق يجب أن ينقل راجعاً إلى محور كل مرحلة. في الضاغط المحوري، سلسلة من المقاطع الايرودينامية الصغيرة منصوبة على عمود الدوران shaft الذي يدور بسرعة عالية. بما أن الدفق يدور عمودياً على المحور، فإن المحرك ذو الضاغط الطارد مركزي يجب أن يكون أوسع مقطع عرضي أكبرأكثر من الضاغط المحوري المكافئ . المقطع العرضي الأكبر يعطي مقاومة ايرودينامية اضافية غير مرغوب بها. بسبب جميع هذه الأسباب ، معظم المحركات النفاثة عالية الضغط high-compression تستعمل تصاميم ضاغط محوري متعدد المراحل. إذا كنا نرغب فقط بالقليل من الضغط compression . فإن أقصى خيار هو الضاغط الطارد المركزي. الشغل الذي يحدثه الضغط على الدفق هو اقتران يعتمد على الضغط ودرجة الحرارة. مقياس زيادة الضغط هو نسبة ضغط الضاغط Compression Pressure Ratio أو CPR والتي هي نسبة ضغط الهواء الخارج من الضاغط إلى ضغط الهواء الداخل إلى الضاغط دائما >1 .المحرك التربيني
باستخدام أرقام المراحل في الشكل 3 فإن الــــــ CPR يساوي الضغط عند النقطة 3 P3 مقسوم على الضغط عند النقطة 8 P8 .

نسبة ضغط الضاغط CPR ترتبط بدرجة الحرارة عند مدخل ومخرج الضاغط CPR ودرجة الحرارة بدورها مرتبطة بالضغط الكلي لدفق انضغاطي compressible flow
للوصول إلى CPR المنشودة في التصميم ، كفاءة الضاغط يجب أن تُقهر ، والشغل اللازم يوفره تربين القدرة ، والذي يوصل مع الضاغط بواسطة عمود دوران shaft مركزي . التأثيرات الحرارية في الضاغطات هامة. في الحقيقة في بعض المحركات درجة الحرارة عند مخرج الضاغط تكون قيد للتصميم أعني عامل يحدد أداء المحرك وذلك بسبب حدود الحرارة لمادة الضاغط خصوصاً في آخر مرحلة في الضاغط.