GAS TURBINE หลักการทำงานเบื้องต้น

หากพูดถึงอุปกรณ์ทางเครื่องจักรกลที่มีขนาดใหญ่ที่สุด มีภาระการทำงานสูงที่สุด และหลักการทำงานที่ซับซ้อนที่สุด วิศวกรและช่างๆหลายๆคนจะยก Gas turbine ให้เป็นสุดยอดเครื่องยนต์ที่มีพลังงานมหาศาล เมื่อเทียบต่อขนาดหนึ่งหน่วย นะครับ

Gas turbine คืออะไร ?

Gas turbine ทำหน้าที่เป็นตัวขับหรือตัวส่งกำลังชนิดนึง (เหมือนเครื่องยนต์ชนิดหนึ่ง บางทีสามารถเรียกว่า gas turbine engine ได้ครับ) ซึ่งจะที่เปลี่ยนพลังงานในรูปแบบของก๊าซเชื้อเพลิงหรือน้ำมัน มาเป็นพลังงานกลที่เพลาขับ

ซึ่งสามารถนำมาประยุกต์ใช้กับงานต่างๆ เช่น นำไปขับ power generator ในโรงไฟฟ้า, เป็นเครื่องยนต์ในเครื่องบิน (jet engine) รถยนต์ซิ่งบางคัน, และเรือเดินทะเล เป็นต้น ซึ่งจุดเด่นหลักๆของเจ้าเครื่องจักรตัวนี้คือ ตัวเล็ก ภายใต้กำลังอันมหาศาล

หลักการทำงานของ Gas Turbine

ส่วนประกอบด้านในของเครื่องยนต์ gas turbine

โดยการทำงานแบ่งออกเป็น 3 ส่วนหลักๆคือ

1. ส่วนอัดอากาศ (Compression zone)

เครื่องยนต์ gas turbine โดยมาส่วนแรกก่อนนะครับ อากาศจะถูกดูดเข้ามาในส่วนของ Air intake จากนั้นจะไหลเข้าส่วน compression zone ซึ่งทำหน้าที่อัดอากาศเพิ่มความดันให้สูง เพื่อให้เกิดความดันสูง ด้วยใบพัดที่มีรูปทรงพิเศษหลาย stage มากๆ (ในโซนสีฟ้านะครับ)

เมื่ออากาศถูกอัด ด้วยชุดใบพัดใน compression zone ด้วยความเร็วรอบมหาศาล อากาศจะกลายเป็นอากาศที่มีความดันสูง และการไหลเป็นการไหลแบบเรียบ หรือ Laminar flow เพื่อเข้าสู่ห้องเผาไหม้ต่อไป
โดยใบพัดเหลาใน Stage แรกๆ นี้จะมีชุดที่สามารถปรับมุมได้ตามต้องกันผ่านชุด VSV (Variable Stator Vane System) เพื่อลด-เพิ่มปริมาณอากาศได้ครับ และใบพัดใน stage หลังๆจะปรับไม่ได้ ที่เรียกว่า Stationary vane

2. ส่วนห้องเผาไหม้ (Combustion zone)

เมื่ออากาศที่มีความดันสูงไหลเข้ามา จะถูกป้อนเข้าสู่ห้องเผาไหม้ (Combustion chamber) โดยภายในจะมีหัวฉีด และหัวเทียนเป็นตัวจุดระเบิดซึ่งทำหน้าที่เผาไหม้เชื้อเพลิง (ส่วนสีส้ม) เพื่อเพิ่มความเร็ว อุณหภูมิและความดันของก๊าซ ส่วนนี้อาจจะมีการลดสารมลพิษโดยการเติมไอน้ำ (steam) เข้าไป

3. ส่วนของใบพัดความเร็วสูง (Turbine zone)

หลังจากก๊าซเผาไหม้บางส่วน จะไปขับใบพัดความเร็วสูง (High speed turbine) (ส่วนสีแดง) โดยจะเปลี่ยนเปลี่ยนพลังงานของก๊าซที่ได้จากห้องเผาไหม้ไปเป็นการหมุน และส่งพลังงานกลออกมาที่เพลา

ในส่วนพลังงานที่เหลือจะออกมาในรูปแบบความร้อน และออกทางปล่องเผาไหม้ (Exhaust) ความร้อนที่เหลืออาจสามารถนำไปผลิตไอน้ำ หรือประโยชน์อื่นๆได้ต่อไป

*ในส่วนของเครื่องบินจะเอาอากาศร้อนมาผ่าน nozzle เพื่อสร้าง thrust force เพื่อใช้ขับเคลื่อนต่อไป*

แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g

#นายช่างมาแชร์ #GasTurbine