गैस टर्बाइन

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गैस टर्बाइन, जिसे दहन टर्बाइन भी कहा जाता है, एक प्रकार का निरंतर-प्रवाह आंतरिक दहन इंजन है। सभी गैस टर्बाइन इंजनों के लिए सामान्य मुख्य भाग बिजली उत्पादन करने वाले हिस्से (गैस जनरेटर या कोर के रूप में जाना जाता है) और प्रवाह की दिशा में हैं:

इसके आवेदन के अनुरूप गैस जनरेटर में अतिरिक्त घटकों को जोड़ना होगा। सभी के लिए सामान्य एयर इनलेट है, लेकिन स्थिर से सुपरसोनिक तक अलग-अलग गति पर समुद्री उपयोग, भूमि उपयोग या उड़ान की आवश्यकताओं के अनुरूप विभिन्न विन्यासों के साथ। उड़ान के लिए प्रणोद उत्पन्न करने के लिए एक प्रणोदक नोज़ल जोड़ा जाता है। प्रोपेलर (टर्बोप्रॉप) या डक्टेड पंखा (टर्बोफैन) को चलाने के लिए अतिरिक्त टर्बाइन जोड़ा जाता है ताकि उप-उड़ान गति पर ईंधन की खपत (प्रणोदक क्षमता बढ़ाकर) कम हो सके। हेलिकॉप्टर रोटर या लैंड-व्हीकल ट्रांसमिशन (टर्बोशाफ्ट), मरीन प्रोपेलर या इलेक्ट्रिकल जनरेटर (पावर टर्बाइन) को चलाने के लिए अतिरिक्त टर्बाइन की भी आवश्यकता होती है। ऑफ़्टरबर्नर को जोड़ने से उड़ान के लिए अधिक थ्रस्ट-टू-वेट अनुपात प्राप्त होता है।

गैस टर्बाइन का मूल संचालन ब्रेटन चक्र है जिसमें काम करने वाले द्रव के रूप में हवा होती है: वायुमंडलीय हवा कंप्रेसर के माध्यम से बहती है जो इसे उच्च दबाव में लाती है; फिर हवा में ईंधन का छिड़काव करके और उसे प्रज्वलित करके ऊर्जा को जोड़ा जाता है ताकि दहन उच्च तापमान प्रवाह उत्पन्न करे; यह उच्च तापमान दबाव वाली गैस टरबाइन में प्रवेश करती है, जो प्रक्रिया में शाफ्ट वर्क आउटपुट का उत्पादन करती है, जो कंप्रेसर को चलाने के लिए उपयोग की जाती है; अप्रयुक्त ऊर्जा निकास गैसों में बाहर आती है जिसे बाहरी कार्य के लिए पुन: उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि टर्बोजेट इंजन में सीधे जोर पैदा करना, या एक दूसरे, स्वतंत्र टरबाइन (जिसे पावर टरबाइन के रूप में जाना जाता है) को घुमाना, जिसे पंखे, प्रोपेलर या बिजली जनरेटर से जोड़ा जा सकता है। गैस टर्बाइन का उद्देश्य डिजाइन को निर्धारित करता है ताकि जोर और शाफ्ट के काम के बीच ऊर्जा का सबसे वांछनीय विभाजन हासिल हो सके। ब्रेटन चक्र (काम कर रहे तरल पदार्थ को ठंडा करना) का चौथा चरण छोड़ दिया गया है, क्योंकि गैस टर्बाइन ओपन सिस्टम हैं जो उसी हवा का पुन: उपयोग नहीं करती हैं।

गैस टर्बाइनों का उपयोग विमानों, रेलगाड़ियों, जहाजों, बिजली के जनरेटरों, पंपों, गैस कंप्रेशर्स, और टैंकों को बिजली देने के लिए किया जाता है।[1]

विकास का कालक्रम

जॉन बार्बर के गैस टर्बाइन का रेखाचित्र, उनके पेटेंट से
  • 50: हीरो के इंजन (एओलिपाइल) के सबसे पुराने रिकॉर्ड। यह सबसे अधिक संभावना है कि कोई व्यावहारिक उद्देश्य नहीं था, और बल्कि जिज्ञासा थी; फिर भी, इसने भौतिकी के एक महत्वपूर्ण सिद्धांत का प्रदर्शन किया जिस पर सभी आधुनिक टरबाइन इंजन भरोसा करते हैं।
  • 1000: "ट्रोटिंग हॉर्स लैम्प" (चीनी: 走马灯, zŏumădēng) का उपयोग चीनी द्वारा लालटेन मेले में उत्तरी सांग राजवंश के रूप में किया गया था। जब दीपक जलाया जाता है, तो गर्म हवा का प्रवाह ऊपर उठता है और उस पर घोड़े की सवारी के आकृतियों के साथ एक प्ररित करनेवाला चलाता है, जिसकी छाया तब लालटेन की बाहरी स्क्रीन पर पेश की जाती है।[2]
  • 1500: लियोनार्डो दा विंची द्वारा स्मोक जैक तैयार किया गया था: आग से गर्म हवा सिंगल-स्टेज अक्षीय टर्बाइन रोटर के माध्यम से चिमनी के निकास नलिका में घुड़सवार होती है और गियर-चेन कनेक्शन द्वारा रोस्टिंग स्पिट को घुमाती है।
  • 1629: भाप के जेट ने आवेग टर्बाइन को घुमाया जो फिर जियोवानी ब्रांका द्वारा विकसित बेवल गियर के माध्यम से काम कर रहे स्टाम्प मिल को चला गया था।
  • 1678: फर्डिनेंड वर्बेस्ट ने बिजली के लिए स्टीम जेट पर निर्भर मॉडल कैरिज बनाया।
  • 1791: भाप के जेट ने आवेग टर्बाइन को घुमाया जो फिर जियोवन्नी ब्रांका द्वारा विकसित बेवल गियर के माध्यम से कार्यशील मुद्रांकन मिल को चलाया था।[3][4]
  • 1861: ब्रिटिश पेटेंट संख्या. 1633 कैलोरी इंजन के लिए मार्क एंटोनी फ्रेंकोइस मेनन को दिया गया था। पेटेंट से पता चलता है कि यह गैस टरबाइन था और चित्र इसे लोकोमोटिव पर लागू दिखाते हैं।[5]
  • 1872: बर्लिन के इंजीनियर फ्रांज स्टोल्ज़ द्वारा डिज़ाइन किया गया गैस टर्बाइन इंजन, कामकाजी मॉडल बनाने का पहला प्रयास माना जाता है, लेकिन इंजन कभी भी अपनी शक्ति के तहत नहीं चला था।
  • 1894: सर चार्ल्स अल्गर्नन पार्सन्स ने भाप का टर्बाइन के साथ जहाज को आगे बढ़ाने के विचार का पेटेंट कराया, और प्रदर्शन पोत, टर्बिनिया का निर्माण किया, जो उस समय आसानी से सबसे तेज जहाज था। प्रणोदन का यह सिद्धांत अभी भी कुछ काम का है।
  • 1895: तीन 4-टन 100 kW पार्सन्स रेडियल फ्लो जनरेटर कैंब्रिज पावर स्टेशन में स्थापित किए गए थे, और शहर में पहली इलेक्ट्रिक स्ट्रीट लाइटिंग योजना को बिजली देने के लिए इस्तेमाल किया गया था।
  • 1899: चार्ल्स गॉर्डन कर्टिस ने अमेरिका में पहले गैस टरबाइन इंजन का पेटेंट कराया था (मैकेनिकल पावर पैदा करने के लिए उपकरण, पेटेंट संख्या यूएस635,919)।[6][7][8]
  • 1900: सैनफोर्ड अलेक्जेंडर मॉस ने गैस टर्बाइनों पर थीसिस प्रस्तुत की। 1903 में, मॉस लिन, मैसाचुसेट्स में सामान्य विद्युतीय के स्टीम टर्बाइन विभाग के लिए इंजीनियर बन गए थे।[9] वहां रहते हुए उन्होंने टर्बोचार्जर के विकास में अपनी कुछ अवधारणाओं को लागू किया। उनके डिजाइन में सुपरचार्जर को चालू करने के लिए निकास गैसों द्वारा संचालित एक छोटे टरबाइन व्हील का इस्तेमाल किया गया था।[9]
  • 1903: नॉर्वेजियन, एगिडियस एलिंग ने पहली गैस टरबाइन का निर्माण किया जो अपने स्वयं के घटकों को चलाने के लिए आवश्यकता से अधिक बिजली का उत्पादन करने में सक्षम थी, जिसे ऐसे समय में उपलब्धि माना जाता था जब वायुगतिकी के बारे में ज्ञान सीमित था। रोटरी कंप्रेशर्स और टर्बाइनों का उपयोग करके इसने 11 hp का उत्पादन किया था।[10]
  • 1906: फ्रांस में अर्मेंगौड-लेमेले टर्बाइन इंजन जिसमें वाटर-कूल्ड दहन कक्ष है।
  • 1910: होल्ज़वर्थ इम्पल्स टर्बाइन (पल्स दहन) हासिल किया था 150 kW (200 hp).
  • 1913: सीमा परत प्रभाव के आधार पर निकोला टेस्ला ने टेस्ला टर्बाइन का पेटेंट कराया था।[11]
  • 1920 के दशक में गलियारों के माध्यम से गैस के प्रवाह के व्यावहारिक सिद्धांत को एलन अर्नोल्ड ग्रिफिथ|ए द्वारा एयरफॉइल से परे गैस प्रवाह के अधिक औपचारिक (और टर्बाइनों पर लागू) सिद्धांत में विकसित किया गया था। ए. ग्रिफ़िथ का परिणाम 1926 में एन एरोडायनामिक थ्योरी ऑफ़ टर्बाइन डिज़ाइन का प्रकाशन था। प्रोपेलर को चलाने के लिए उपयुक्त अक्षीय टर्बाइनों के वर्किंग टेस्टबेड डिज़ाइन RAE में टर्बोजेट विकास थे, जिससे 1929 में ब्लेड को वायुगतिकीय आकार देने की दक्षता साबित हुई।
  • 1930: अपने विचार के लिए आरएएफ से कोई दिलचस्पी नहीं मिलने के बाद, फ्रैंक व्हिटेल ने पेटेंट कराया[12] जेट इंजन के लिए केन्द्रापसारक गैस टरबाइन के लिए डिजाइन उनके इंजन का पहला सफल प्रयोग अप्रैल 1937 में इंग्लैंड में हुआ था।[13]
  • 1932: स्विट्जरलैंड के बीबीसी ब्राउन, बोवेरी और सी ने टर्बोचार्ज्ड भाप पैदा करने वाले वेलॉक्स बॉयलर के हिस्से के रूप में अक्षीय कंप्रेसर और टरबाइन टर्बोसेट बेचना शुरू किया। गैस टरबाइन सिद्धांत का पालन करते हुए, गैस टरबाइन दहन कक्ष के भीतर भाप वाष्पीकरण ट्यूबों की व्यवस्था की जाती है; पहला वेलॉक्स प्लांट मोंडेविले, कैल्वाडोस, फ्रांस में स्थापित किया गया था।[14]
  • 1934: राउल पाटेरस डे पेस्कारा ने गैस टर्बाइनों के लिए गैस जनरेटर के रूप में फ्री-पिस्टन इंजन का पेटेंट कराया था।[15]
  • 1936: विटल अन्य के साथ निवेश द्वारा समर्थित पावर जेट्स बनाता है
  • 1937: वर्किंग प्रूफ-ऑफ़-कॉन्सेप्ट प्रोटोटाइप जेट इंजन यूके (फ्रैंक व्हीटल) और जर्मनी में चलता है (हंस वॉन ओहैन का हिंकेल एचईएस 1)। हेनरी छिपकली ने पावर जेट्स इंजन के आगे के विकास के लिए यूके सरकार के वित्त पोषण को सुरक्षित किया था।[16]
  • 1939: बीबीसी ब्राउन, बोवेरी एंड सी से पहला 4 मेगावाट यूटिलिटी बिजली उत्पादन गैस टर्बाइन, स्विटज़रलैंड के न्यूचैटेल में आपातकालीन बिजली स्टेशन के लिए था।[17]
  • 1944: जंकर्स जुमो 004 इंजन पूर्ण उत्पादन में प्रवेश करता है, मैसर्सचमिट मी 262 जैसे पहले जर्मन सैन्य जेट को शक्ति प्रदान करता है। यह आकाश में गैस टर्बाइनों के शासन की प्रारम्भ का प्रतीक है।
  • 1946: व्हिटल और हेने कॉन्स्टेंट के काम को एक साथ लाने के लिए पावर जेट्स और RAE टर्बाइन डिवीजन से राष्ट्रीय गैस टर्बाइन स्थापना का गठन किया गया।[18] बेज़नौ परमाणु ऊर्जा संयंत्र, स्विट्जरलैंड में 27 मेगावाट का उत्पादन करने वाली पहली व्यावसायिक पुन: गर्म/पुनर्निर्मित इकाई चालू की गई थी।[19]
  • 1947: महानगर-विकर्स जी1 (गैट्रिक) पहला समुद्री गैस टर्बाइन बन गया जब यह मोटर गनबोट पर समुद्री परीक्षण पूरा करता है|रॉयल नेवी का एमजीबी 2009 पोत। गैट्रिक मेट्रोपॉलिटन-विकर्स F.2 जेट इंजन पर आधारित एक वायुजनित गैस टर्बाइन था।[20][21] *1995: सीमेंस अपने उत्पादन मॉडल में एकल क्रिस्टल टर्बाइन ब्लेड तकनीक को सम्मिलित करने वाली बड़ी बिजली उत्पादक गैस टर्बाइन की पहली निर्माता बन गई, जिससे उच्च परिचालन तापमान और अधिक दक्षता की अनुमति मिली थी।[22]
  • 2011 मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज ने अपने ताकासागो, ह्योगो वर्क्स में पहले>60% दक्षता संयुक्त चक्र गैस टर्बाइन (एम501जे) का परीक्षण किया था।[23][24]

संचालन का सिद्धांत

ब्रेटन चक्र

आदर्श गैस टर्बाइन में, गैसें चार ऊष्मप्रवैगिकी प्रक्रियाओं से गुजरती हैं: आइसेंट्रोपिक कम्प्रेशन, आइसोबैरिक (निरंतर दबाव) दहन, आइसेंट्रोपिक विस्तार और हीट रिजेक्शन। ये सब मिलकर ब्रेटन चक्र का निर्माण करते हैं।

वास्तविक गैस टर्बाइन में, यांत्रिक ऊर्जा को अपरिवर्तनीय रूप से (आंतरिक घर्षण और अशांति के कारण) दबाव और तापीय ऊर्जा में बदल दिया जाता है जब गैस को संपीड़ित किया जाता है (या तो केन्द्रापसारक या अक्षीय कंप्रेसर में)। दहन कक्ष में गर्मी डाली जाती है और गैस की विशिष्ट मात्रा बढ़ जाती है, साथ ही दबाव में थोड़ी कमी आती है। टरबाइन में स्टेटर और रोटर मार्ग के माध्यम से विस्तार के दौरान, अपरिवर्तनीय ऊर्जा परिवर्तन एक बार फिर से होता है। गर्मी अस्वीकृति के स्थान पर ताजी हवा ली जाती है।

यदि इंजन में औद्योगिक जनरेटर या हेलीकाप्टर रोटर को चलाने के लिए पावर टर्बाइन जोड़ा गया है, तो निकास दबाव प्रवेश दबाव के जितना संभव हो उतना करीब होगा, निकास नलिकाओं में दबाव के नुकसान को दूर करने और निकास को बाहर निकालने के लिए केवल पर्याप्त ऊर्जा बची होगी। टर्बोप्रॉप इंजन के लिए प्रोपेलर पावर और जेट थ्रस्ट के बीच विशेष संतुलन होगा जो सबसे किफायती संचालन देता है। टर्बोजेट इंजन में, कंप्रेसर और अन्य घटकों को चलाने के लिए केवल पर्याप्त दबाव और ऊर्जा को प्रवाह से निकाला जाता है। विमान को आगे बढ़ाने के लिए जेट प्रदान करने के लिए शेष उच्च दबाव गैसों को नोजल के माध्यम से त्वरित किया जाता है।

इंजन जितना छोटा होगा, शाफ्ट की रोटेशन दर उतनी ही अधिक होनी चाहिए ताकि आवश्यक ब्लेड टिप गति प्राप्त की जा सके। ब्लेड-टिप गति अधिकतम दबाव अनुपात निर्धारित करती है जो टर्बाइन और कंप्रेसर द्वारा प्राप्त की जा सकती है। यह, बदले में, अधिकतम शक्ति और दक्षता को सीमित करता है जो इंजन द्वारा प्राप्त की जा सकती है। टिप की गति स्थिर रहने के लिए, यदि रोटर का व्यास आधे से कम हो जाता है, तो घूर्णी गति को दोगुना होना चाहिए। उदाहरण के लिए, बड़े जेट इंजन लगभग 10,000-25,000 आरपीएम पर काम करते हैं, जबकि माइक्रो टर्बाइन 500,000 आरपीएम जितनी तेजी से घूमते हैं।[25]

यांत्रिक रूप से, गैस टर्बाइन आंतरिक दहन पिस्टन इंजनों की तुलना में काफी कम जटिल हो सकते हैं। सरल टर्बाइनों में ईंधन प्रणाली में अन्य चलने वाले हिस्सों के साथ मुख्य चलती भाग, कंप्रेसर/शाफ्ट/टरबाइन रोटर असेंबली हो सकती है। बदले में, यह कीमत में तब्दील हो सकता है। उदाहरण के लिए, सामग्री के लिए 10,000 ℛℳ की लागत, जुमो 004 जंकर्स 213 पिस्टन इंजन से सस्ता साबित हुआ, जो 35,000 ℛℳ था,[26] और इसे पूरा करने के लिए केवल 375 घंटों के कम-कौशल श्रम की आवश्यकता थी (निर्माण, संयोजन और शिपिंग सहित) बीएमडब्ल्यू 801 के लिए 1,400 की तुलना में।[27] हालांकि, यह खराब दक्षता और विश्वसनीयता में भी अनुवादित हुआ। अधिक उन्नत गैस टर्बाइन (जैसे आधुनिक जेट इंजन या संयुक्त चक्र बिजली संयंत्रों में पाए जाने वाले) में 2 या 3 शाफ्ट (स्पूल), सैकड़ों कंप्रेसर और टर्बाइन ब्लेड, चलने योग्य स्टेटर ब्लेड, और ईंधन, तेल और हवा के लिए व्यापक बाहरी ट्यूबिंग हो सकते हैं। सिस्टम; वे तापमान प्रतिरोधी मिश्र धातुओं का उपयोग करते हैं और सटीक निर्माण की आवश्यकता वाले तंग विनिर्देशों के साथ बने होते हैं। यह सब प्रायः पिस्टन इंजन की तुलना में साधारण गैस टरबाइन का निर्माण अधिक जटिल बना देता है।

इसके अलावा, आधुनिक गैस टर्बाइन बिजली संयंत्रों में इष्टतम प्रदर्शन तक पहुंचने के लिए गैस को सटीक ईंधन विनिर्देशों के लिए तैयार करने की जरूरत है। ईंधन गैस कंडीशनिंग सिस्टम दबाव, तापमान, गैस संरचना और संबंधित वोबे-इंडेक्स के मामले में टर्बाइन में प्रवेश करने से पहले सटीक ईंधन विनिर्देश तक पहुंचने के लिए प्राकृतिक गैस का इलाज करते हैं।

गैस टर्बाइन इंजन का प्राथमिक लाभ इसका शक्ति-से-वजन अनुपात है। चूंकि अपेक्षाकृत हल्के इंजन द्वारा महत्वपूर्ण उपयोगी कार्य उत्पन्न किया जा सकता है, गैस टर्बाइन विमान प्रणोदन के लिए पूरी तरह से अनुकूल हैं।

थ्रस्ट बियरिंग्स और ज़र्नल बीयरिंग डिज़ाइन के महत्वपूर्ण भाग हैं। वे हाइड्रोडायनामिक तेल बीयरिंग या तेल-ठंडा रोलिंग-तत्व बीयरिंग हैं। कुछ छोटी मशीनों जैसे माइक्रो टर्बाइन[28] में फ़ॉइल बेयरिंग का उपयोग किया जाता है और छोटी गैस टर्बाइन / सहायक बिजली इकाइयों [29] में भी उपयोग करने की प्रबल क्षमता होती है।[29]

क्रीप (रेंगना)

टर्बाइन डिजाइन, विशेष रूप से टरबाइन ब्लेड के सामने बड़ी चुनौती, क्रीप (रेंगना (विरूपण)) कम करना है जो उच्च तापमान और संचालन के दौरान अनुभव किए जाने वाले तनाव से प्रेरित होता है। दक्षता बढ़ाने के लिए उच्च परिचालन तापमान की लगातार मांग की जाती है लेकिन उच्च क्रीप की दर की कीमत पर आते हैं। इसलिए रेंगने को सीमित करते हुए इष्टतम प्रदर्शन प्राप्त करने के प्रयास में कई तरीकों को नियोजित किया गया है, जिनमें सबसे सफल उच्च-प्रदर्शन कोटिंग्स और सिंगल-क्रिस्टल सुपरलॉइज़ हैं।[30] ये प्रौद्योगिकियां विरूपण को सीमित करके काम करती हैं जो तंत्र द्वारा होती हैं जिन्हें मोटे तौर पर अव्यवस्था ग्लाइड, अव्यवस्था चढ़ाई और विसारक प्रवाह के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

सुरक्षात्मक कोटिंग्स ब्लेड के थर्मल इन्सुलेशन प्रदान करती हैं और ऑक्सीकरण और संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करती हैं। थर्मल बैरियर कोटिंग्स (टीबीसी) प्रायः ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड-आधारित सिरेमिक और ऑक्सीकरण / जंग प्रतिरोधी कोटिंग्स (बॉन्ड कोट) को स्थिर करती हैं, जिसमें सामान्यतः एल्युमिनाइड्स या एमसीआरएआई (जहां M सामान्यतः Fe और / या Cr) मिश्र धातु होती है। टीबीसी का उपयोग करने से सुपरअलॉय सब्सट्रेट का तापमान जोखिम सीमित हो जाता है, जिससे मिश्रधातु के भीतर सक्रिय प्रजातियों (सामान्यतः रिक्तियों) की प्रसार क्षमता कम हो जाती है और अव्यवस्था और रिक्ति रेंगना कम हो जाता है। यह पाया गया है कि 1–200 माइक्रोन की परत ब्लेड के तापमान को 200 °C (392 °F) तक कम कर सकती है।[31] बॉन्ड कोट सीधे पैक कार्बराइजेशन का उपयोग करके सब्सट्रेट की सतह पर लागू होते हैं और सब्सट्रेट के लिए टीबीसी और ऑक्सीकरण प्रतिरोध के लिए बेहतर अनुपालन प्रदान करने के दोहरे उद्देश्य की सेवा करते हैं। बॉन्ड कोट से अल टीबीसी-बॉन्ड कोट इंटरफेस पर एल2ओ3 बनाता है जो ऑक्सीकरण प्रतिरोध प्रदान करता है लेकिन इसके परिणामस्वरूप स्वयं और सब्सट्रेट के बीच एक अवांछनीय इंटरडिफ्यूजन (आईडी) क्षेत्र का निर्माण होता है।[32] ऑक्सीकरण प्रतिरोध आईडी ज़ोन से जुड़ी कमियों को दूर करता है क्योंकि यह ब्लेड के जीवनकाल को बढ़ाता है और ब्लेड के बाहर बिल्डअप के कारण होने वाली दक्षता हानि को सीमित करता है।[33]

निकेल-आधारित सुपरऑलॉय अपनी संरचना और परिणामी सूक्ष्म संरचना के कारण बेहतर शक्ति और रेंगने के प्रतिरोध का दावा करते हैं। सुसंगत Ni3(Al, Ti) गामा-प्राइम (γ') चरणों के एक समान फैलाव को अवक्षेपित करने के लिए गामा (γ) एफसीसी निकल को एल्यूमीनियम और टाइटेनियम के साथ मिश्रित किया जाता है। सूक्ष्म रूप से छितरी हुई γ' अव्यवस्था की गति को बाधित करती है और रेंगने की प्रारम्भ के लिए आवश्यक तनाव को बढ़ाते हुए दहलीज तनाव का परिचय देती है। इसके अलावा, γ' एक आदेशित L12 चरण है जो अव्यवस्थाओं के लिए इसे पार करना कठिन बना देता है।[34] रेंगने की शक्ति में सुधार के लिए रेनीयाम और रूथेनियम जैसे आग रोक तत्वों को ठोस समाधान में जोड़ा जा सकता है। इन तत्वों को जोड़ने से गामा प्राइम चरण का प्रसार कम हो जाता है, इस प्रकार थकान प्रतिरोध, शक्ति और रेंगना प्रतिरोध को संरक्षित किया जाता है।[35] सिंगल-क्रिस्टल सुपरऑलॉयज के विकास से क्रीप रेजिस्टेंस में भी महत्वपूर्ण सुधार हुआ है। अनाज की सीमाओं की कमी के कारण, एकल क्रिस्टल कोबल विरूपण समाप्त कर देते हैं और फलस्वरूप कम तरीकों से विकृत हो जाते हैं - क्रीप की दर कम हो जाती है। [36] हालांकि उच्च तापमान पर एकल क्रिस्टल का क्रीप कम होता है, लेकिन कमरे के तापमान पर उनकी उपज का तनाव काफी कम होता है, जहां हॉल-पेट संबंध द्वारा ताकत निर्धारित की जाती है। कम तापमान उपज शक्ति को कम नहीं करते हुए उच्च तापमान रेंगने को सीमित करने के लिए डिज़ाइन पैरामीटर को अनुकूलित करने के लिए देखभाल करने की आवश्यकता है।

प्रकार

जेट इंजन

विशिष्ट अक्षीय-प्रवाह गैस टर्बाइन टर्बोजेट, जनरल इलेक्ट्रिक J85, जिसे प्रदर्शन के लिए विभाजित किया गया है। प्रवाह बाएं से दाएं, बाईं ओर मल्टीस्टेज कंप्रेसर, दहन कक्ष केंद्र, दाईं ओर दो-चरण टरबाइन

एयरब्रीथिंग जेट इंजिन गैस टर्बाइन हैं जो निकास गैसों, या गैस टर्बाइनों से जुड़े डक्ट वाले पंखों से थ्रस्ट उत्पन्न करने के लिए अनुकूलित हैं।[36] जेट इंजन जो निकास गैसों के प्रत्यक्ष आवेग से थ्रस्ट पैदा करते हैं, उन्हें प्रायः टर्बोजेट कहा जाता है, जबकि जो डक्ट वाले पंखे के साथ जोर पैदा करते हैं, उन्हें प्रायः टर्बोफैन या (शायद ही कभी) फैन जेट कहा जाता है।

गैस टर्बाइनों का उपयोग कई तरल ईंधन रॉकेटों में भी किया जाता है, जहाँ गैस टर्बाइनों का उपयोग टर्बोपंप को चलाने के लिए किया जाता है ताकि हल्के, कम दबाव वाले टैंकों का उपयोग किया जा सके, जिससे रॉकेट का खाली वजन कम हो सके।

टर्बोप्रॉप इंजन

टर्बोप्रॉप इंजन एक टर्बाइन इंजन है जो कमी गियर का उपयोग करके विमान प्रोपेलर चलाता है। टर्बोप्रॉप इंजन छोटे विमानों पर उपयोग किए जाते हैं जैसे सामान्य-विमानन सेस्ना 208 कारवां और एम्ब्रेयर ईएमबी 312 टूकानो सैन्य ट्रेनर, मध्यम आकार के कम्यूटर विमान जैसे बॉम्बार्डियर डैश 8 और बड़े विमान जैसे एयरबस A400M परिवहन और 60-वर्ष- पुराना टुपोलेव टीयू-95 सामरिक बमवर्षक।

वायुगतिकीय गैस टर्बाइन

एक विद्युत ऊर्जा संयंत्र अनुप्रयोग में एक LM6000

एरोडेरिवेटिव गैस टर्बाइन सामान्यतः मौजूदा विमान गैस टरबाइन इंजन पर आधारित होते हैं, और औद्योगिक गैस टर्बाइनों की तुलना में छोटे और हल्के होते हैं।[37]

एयरोडेरिवेटिव्स का उपयोग विद्युत ऊर्जा उत्पादन में किया जाता है क्योंकि उनकी क्षमता औद्योगिक मशीनों की तुलना में बंद होने और लोड परिवर्तनों को अधिक तेज़ी से संभालने की क्षमता के कारण होती है। वजन कम करने के लिए समुद्री उद्योग में भी उनका उपयोग किया जाता है। सामान्य प्रकारों में जनरल इलेक्ट्रिक LM2500, जनरल इलेक्ट्रिक LM6000, और प्रैट एंड व्हिटनी PW4000 और रोल्स-रॉयस RB211 के एयरोडेरिवेटिव संस्करण सम्मिलित हैं।[37]

एमेच्योर गैस टरबाइन

गैस टर्बाइनों की बढ़ती संख्या का उपयोग किया जा रहा है या यहां तक ​​कि नौसिखियों द्वारा इसका निर्माण भी किया जा रहा है।

अपने सबसे सीधे रूप में, ये व्यावसायिक टर्बाइन हैं जिन्हें सैन्य अधिशेष या स्क्रैपयार्ड बिक्री के माध्यम से अधिग्रहित किया जाता है, फिर इंजन संग्रह के शौक के हिस्से के रूप में प्रदर्शन के लिए संचालित किया जाता है।[38][39] अपने सबसे चरम रूप में, शौकीनों ने पेशेवर मरम्मत से परे इंजनों का पुनर्निर्माण भी किया है और फिर उनका उपयोग भूमि गति रिकॉर्ड के लिए प्रतिस्पर्धा करने के लिए किया है।

स्व-निर्मित गैस टर्बाइन का सबसे सरल रूप मोटर वाहन टर्बोचार्जर को मुख्य घटक के रूप में नियोजित करता है। दहन कक्ष कंप्रेसर और टरबाइन वर्गों के बीच बना और गिराया जाता है।[40]

अधिक परिष्कृत टर्बोजेट भी बनाए जाते हैं, जहां उनका जोर और हल्का वजन बड़े मॉडल के विमानों को बिजली देने के लिए पर्याप्त होता है।[41] कर्ट श्रेकलिंग डिजाइन[41]कच्चे माल से पूरे इंजन का निर्माण करता है, जिसमें प्लाइवुड, एपॉक्सी और लिपटे कार्बन फाइबर स्ट्रैंड्स से केन्द्रापसारक कंप्रेसर व्हील का निर्माण सम्मिलित है।

कई छोटी कंपनियां अब शौकिया तौर पर छोटे टरबाइन और पुर्जे बनाती हैं। अधिकांश टर्बोजेट-संचालित मॉडल विमान अब इन वाणिज्यिक और अर्ध-वाणिज्यिक माइक्रोटर्बाइनों का उपयोग कर रहे हैं, न कि श्रेकलिंग-जैसे होम-बिल्ड।[42]

सहायक (ऑक्सीलियर्य) विद्युत इकाइयाँ

छोटी गैस टर्बाइनों का उपयोग सहायक बिजली इकाइयों (एपीयू) के रूप में बड़े, मोबाइल, मशीनों जैसे विमान को सहायक शक्ति की आपूर्ति के लिए किया जाता है। वे आपूर्ति करते हैं:

  • एयर कंडीशनिंग और वेंटिलेशन के लिए संपीड़ित हवा,
  • बड़े जेट इंजनों के लिए कंप्रेस्ड एयर स्टार्ट-अप पावर,
  • यांत्रिक (शाफ्ट) पावर गियरबॉक्स के लिए शाफ़्ट सामान चलाने के लिए या बड़े जेट इंजन शुरू करने के लिए, और
  • एपीयू से दूरस्थ उपभोग करने वाले उपकरणों के लिए बिजली, हाइड्रोलिक और अन्य बिजली-पारेषण स्रोत।

बिजली उत्पादन के लिए औद्योगिक गैस टर्बाइन

गैस-फायर पावर स्टेशन, प्राकृतिक गैस को जलाने के लिए दो GE 7F.04 दहन टर्बाइन का उपयोग करता है।
जीई एच सीरीज बिजली उत्पादन गैस टर्बाइन: संयुक्त चक्र विन्यास में, इसकी उच्चतम थर्मोडायनामिक दक्षता 62.22% है

औद्योगिक गैस टर्बाइन वैमानिकी डिजाइनों से भिन्न होते हैं जिसमें फ्रेम, बीयरिंग और ब्लेडिंग भारी निर्माण के होते हैं। वे उन उपकरणों के साथ भी अधिक निकटता से एकीकृत होते हैं जिन्हें वे शक्ति देते हैं - प्रायः विद्युत जनरेटर - और द्वितीयक-ऊर्जा उपकरण जो अवशिष्ट ऊर्जा (काफी हद तक गर्मी) को पुनर्प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है।

वे पोर्टेबल मोबाइल संयंत्रों से बड़े, जटिल प्रणालियों के आकार में होते हैं, जिनका वजन सौ टन से अधिक होता है, जो उद्देश्य से निर्मित भवनों में रखे जाते हैं। जब गैस टर्बाइन का उपयोग केवल शाफ्ट शक्ति के लिए किया जाता है, तो इसकी तापीय दक्षता लगभग 30% होती है। हालांकि, इसे पैदा करने की तुलना में बिजली खरीदना सस्ता हो सकता है। इसलिए, सीएचपी (कंबाइंड हीट एंड पावर) विन्यास में कई इंजनों का उपयोग किया जाता है जो पोर्टेबल इंटरमॉडल कंटेनर कॉन्फ़िगरेशन में एकीकृत होने के लिए काफी छोटा हो सकता है।

गैस टर्बाइन विशेष रूप से कुशल हो सकते हैं जब टर्बाइन से अपशिष्ट गर्मी संयुक्त चक्र विन्यास में पारंपरिक भाप टरबाइन को शक्ति देने के लिए हीट रिकवरी स्टीम जनरेटर (एचआरएसजी) द्वारा पुनर्प्राप्त की जाती है।[43] 605 मेगावाट जनरल इलेक्ट्रिक 9HA ने 62.22% दक्षता दर प्राप्त की, जिसमें तापमान जितना अधिक था 1,540 °C (2,800 °F).[44]

2018 के लिए, जीई अपने 826 मेगावाट एचए को संयुक्त चक्र में 64% से अधिक दक्षता पर पेश करता है, जो 2017 के आदेशों में 63.7% से बढ़कर, 2017 के आदेशों में 63.7% से ऊपर और 2020 की प्रारम्भ तक 65% हासिल करने के लिए ट्रैक पर है।[45]

मार्च 2018 में, जीई पावर ने अपने 7एचए टर्बाइन के लिए 63.08% सकल दक्षता हासिल की।[46]

एयरोडेरिवेटिव गैस टर्बाइनों का उपयोग संयुक्त चक्रों में भी किया जा सकता है, जिससे उच्च दक्षता प्राप्त होती है, लेकिन यह विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए औद्योगिक गैस टर्बाइन के रूप में उच्च नहीं होगी। उन्हें सह-उत्पादन कॉन्फ़िगरेशन में भी चलाया जा सकता है: निकास का उपयोग अंतरिक्ष या पानी के हीटिंग के लिए किया जाता है, या इनलेट हवा को ठंडा करने के लिए एक अवशोषण चिलर चलाता है और बिजली उत्पादन में वृद्धि करता है, जिसे टरबाइन इनलेट एयर कूलिंग के रूप में जाना जाता है।

एक और महत्वपूर्ण लाभ यह है कि उनकी क्षमता मिनटों में चालू और बंद हो जाती है, पीक के दौरान बिजली की आपूर्ति, या अनिर्धारित मांग। चूँकि एकल चक्र (केवल गैस टर्बाइन) बिजली संयंत्र संयुक्त चक्र संयंत्रों की तुलना में कम कुशल होते हैं, वे सामान्यतः पीकिंग बिजली संयंत्रों के रूप में उपयोग किए जाते हैं, जो प्रति दिन कई घंटे से लेकर कुछ दर्जन घंटे प्रति वर्ष कहीं भी संचालित होते हैं - बिजली की मांग पर निर्भर करता है और क्षेत्र की उत्पादन क्षमता। बिजली संयंत्र की क्षमता के बाद बेस-लोड और लोड की कमी वाले क्षेत्रों में या कम ईंधन लागत वाले क्षेत्रों में, गैस टरबाइन पावरप्लांट दिन के अधिकांश घंटों में नियमित रूप से काम कर सकता है। बड़ा एकल-चक्र गैस टर्बाइन सामान्यतः 100 से 400 मेगावॉट विद्युत शक्ति का उत्पादन करता है और इसमें 35-40% ऊष्मप्रवैगिकी दक्षता होती है।[47]

यांत्रिक ड्राइव के लिए औद्योगिक गैस टर्बाइन

औद्योगिक गैस टर्बाइन जो पूरी तरह से मैकेनिकल ड्राइव के लिए उपयोग किए जाते हैं या रिकवरी स्टीम जनरेटर के सहयोग से उपयोग किए जाते हैं, वे पावर जनरेटिंग सेट से भिन्न होते हैं, जिसमें वे प्रायः छोटे होते हैं और एकल शाफ्ट के विपरीत दोहरी शाफ्ट डिजाइन की सुविधा देते हैं। पावर रेंज 1 मेगावाट से 50 मेगावाट तक भिन्न होती है। ये इंजन सीधे या गियरबॉक्स के माध्यम से पंप या कंप्रेसर असेंबली से जुड़े होते हैं। अधिकांश प्रतिष्ठानों का उपयोग तेल और गैस उद्योगों के भीतर किया जाता है। मैकेनिकल ड्राइव एप्लिकेशन दक्षता में लगभग 2% की वृद्धि करते हैं।

तेल और गैस प्लेटफार्मों के लिए इन इंजनों को कम्प्रेसर चलाने के लिए कुओं में गैस इंजेक्ट करने के लिए दूसरे बोर के माध्यम से तेल को ऊपर उठाने या परिवहन के लिए गैस को संपीड़ित करने की आवश्यकता होती है। उनका उपयोग प्रायः मंच के लिए शक्ति प्रदान करने के लिए भी किया जाता है। बेहद कम लागत पर गैस प्राप्त करने के कारण इन प्लेटफार्मों को सीएचपी प्रणाली के सहयोग से इंजन का उपयोग करने की आवश्यकता नहीं होती है (प्रायः बर्न ऑफ गैस से मुक्त)। एक ही कंपनियां विभिन्न अंतरालों में जमीन पर और पाइपलाइनों में तरल पदार्थों को चलाने के लिए पंप सेट का उपयोग करती हैं।

संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण

Main article: संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण

आधुनिक विकास दूसरे तरीके से दक्षता में सुधार करना चाहता है, कंप्रेसर और टर्बाइन को संपीड़ित वायु भंडार से अलग करके। पारंपरिक टर्बाइन में, जेनरेट की गई आधी शक्ति का उपयोग कंप्रेसर को चलाने में किया जाता है। संपीड़ित वायु ऊर्जा भंडारण विन्यास में, बिजली, शायद पवन फार्म से या कम मांग और कम कीमत के समय खुले बाजार से खरीदी जाती है, का उपयोग कंप्रेसर को चलाने के लिए किया जाता है, और जब आवश्यक हो तो टरबाइन को संचालित करने के लिए संपीड़ित हवा को छोड़ा जाता है।

टर्बोशाफ्ट इंजन

Main article: टर्बोशाफ्ट

टर्बोशाफ्ट इंजन का उपयोग गैस पम्पिंग स्टेशनों और प्राकृतिक गैस द्रवीकरण संयंत्रों में कम्प्रेसर चलाने के लिए किया जाता है। उनका उपयोग सभी आधुनिक हेलीकाप्टरों को छोड़कर सभी को शक्ति प्रदान करने के लिए किया जाता है। प्राथमिक शाफ्ट कंप्रेसर और उसके टरबाइन को वहन करता है, जो दहनशील के साथ मिलकर गैस जनरेटर कहलाता है। रोटर को हेलीकॉप्टरों पर चलाने के लिए सामान्यतः एक अलग-कताई पावर-टरबाइन का उपयोग किया जाता है। गैस जनरेटर और पावर टर्बाइन/रोटर को अपनी गति से घूमने की अनुमति देने से उनके डिजाइन में अधिक नम्यता आती है।

रेडियल गैस टर्बाइन

Main article: रेडियल टर्बाइन

स्केल जेट इंजन

स्केल जेट इंजन इस प्रारम्भ पूर्ण पैमाने के इंजन के छोटे संस्करण हैं

लघु गैस टर्बाइन या माइक्रो-जेट के रूप में भी जाना जाता है।

इसे ध्यान में रखते हुए आधुनिक माइक्रो-जेट्स के अग्रणी, कर्ट श्रेकलिंग ने दुनिया की पहली माइक्रो-टर्बाइनों में से एक, एफडी3/67 का उत्पादन किया।[41] यह इंजन 22 न्यूटन तक का जोर पैदा कर सकता है, और इसे धातु के खराद जैसे बुनियादी इंजीनियरिंग उपकरणों के साथ यांत्रिक रूप से दिमाग वाले लोगों द्वारा बनाया जा सकता है।[41]

माइक्रो टर्बाइन

Main article: माइक्रोटर्बाइन

पिस्टन इंजन टर्बोचार्जर, विमान एपीयू या छोटे जेट इंजन से विकसित, माइक्रोटर्बाइन रेफ्रिजरेटर के आकार के 25 से 500-किलोवाट टर्बाइन हैं। माइक्रोटर्बाइन में रिक्यूपरेटर के बिना लगभग 15% दक्षता होती है, एक के साथ 20 से 30% और सह-उत्पादन में वे 85% संयुक्त ताप-विद्युत दक्षता तक पहुंच सकते हैं।[48]

बाहरी दहन

अधिकांश गैस टर्बाइन आंतरिक दहन इंजन हैं, लेकिन बाहरी दहन गैस टरबाइन का निर्माण भी संभव है, जो प्रभावी रूप से गर्म हवा के इंजन का टरबाइन संस्करण है। उन प्रणालियों को सामान्यतः ईएफजीटी (बाहरी रूप से निकाली गई गैस टर्बाइन) या आईएफजीटी (अप्रत्यक्ष रूप से निकाली गई गैस टर्बाइन) के रूप में इंगित किया जाता है।

चूर्णित कोयले या बारीक पिसे बायोमास (जैसे बुरादा) को ईंधन के रूप में उपयोग करने के उद्देश्य से बाहरी दहन का उपयोग किया गया है। अप्रत्यक्ष प्रणाली में, एक ताप विनिमायक का उपयोग किया जाता है और केवल स्वच्छ हवा जिसमें कोई दहन उत्पाद नहीं होता है, पावर टरबाइन के माध्यम से यात्रा करती है। अप्रत्यक्ष प्रकार के बाह्य दहन में तापीय क्षमता कम होती है; हालांकि, टरबाइन ब्लेड दहन उत्पादों के अधीन नहीं हैं और बहुत कम गुणवत्ता वाले (और इसलिए सस्ते) ईंधन का उपयोग करने में सक्षम हैं।

जब बाहरी दहन का उपयोग किया जाता है, तो प्राथमिक दहन वायु के रूप में टर्बाइन से निकलने वाली हवा का उपयोग करना संभव है। यह वैश्विक गर्मी के नुकसान को प्रभावी ढंग से कम करता है, हालांकि दहन निकास से जुड़े गर्मी के नुकसान अपरिहार्य हैं।

हीलियम या सुपरक्रिटिकल कार्बन डाइऑक्साइड पर आधारित क्लोज-साइकल गैस टर्बाइन भी भविष्य के उच्च तापमान वाले सौर और परमाणु ऊर्जा उत्पादन के साथ उपयोग करने का वादा करती हैं।

सतही वाहनों में

MAZ-7907, टर्बाइन-इलेक्ट्रिक ट्रांसमिशन के साथ एक ट्रांसपोर्टर इरेक्टर लॉन्चर

गैस टर्बाइनों का उपयोग प्रायः जहाजों, इंजनों, हेलीकाप्टरों, टैंकों, और कुछ हद तक कारों, बसों और मोटरसाइकिलों पर किया जाता है।

हवाई जहाज प्रणोदन के लिए जेट और टर्बोप्रॉप का एक प्रमुख लाभ - पिस्टन इंजन की तुलना में उच्च ऊंचाई पर उनका बेहतर प्रदर्शन, विशेष रूप से स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड वाले - अधिकांश ऑटोमोबाइल अनुप्रयोगों में अप्रासंगिक है। उनका पावर-टू-वेट लाभ, हालांकि विमान की तुलना में कम महत्वपूर्ण है, फिर भी महत्वपूर्ण है।

गैस टर्बाइन बहुत छोटे और हल्के पैकेज में एक उच्च शक्ति वाला इंजन पेश करते हैं। हालांकि, वे आरपीएम की विस्तृत श्रृंखला और इन-व्हीकल अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक शक्तियों पर छोटे पिस्टन इंजन के रूप में उत्तरदायी और कुशल नहीं हैं। श्रृंखला हाइब्रिड वाहनों में, चूंकि ड्राइविंग इलेक्ट्रिक मोटर्स बिजली पैदा करने वाले इंजन से यंत्रवत् रूप से अलग हो जाते हैं, प्रतिक्रियात्मकता, कम गति पर खराब प्रदर्शन और कम उत्पादन समस्याओं पर कम दक्षता बहुत कम महत्वपूर्ण होती है। टर्बाइन को इसके बिजली उत्पादन के लिए इष्टतम गति से चलाया जा सकता है, और बैटरी और अल्ट्राकैपेसिटर आवश्यकतानुसार बिजली की आपूर्ति कर सकते हैं, केवल उच्च दक्षता पर इसे चलाने के लिए इंजन को चालू और बंद करके। निरंतर परिवर्तनशील संचरण के उद्भव से भी जवाबदेही की समस्या कम हो सकती है।

पिस्टन इंजन की तुलना में टर्बाइन ऐतिहासिक रूप से अधिक महंगा रहा है, हालांकि यह आंशिक रूप से है क्योंकि दशकों से पिस्टन इंजन का भारी मात्रा में उत्पादन किया गया है, जबकि छोटे गैस टरबाइन इंजन दुर्लभ हैं; हालाँकि, टर्बाइनों का बड़े पैमाने पर उत्पादन टर्बोचार्जर के निकट संबंधित रूप में किया जाता है।

टर्बोचार्जर मूल रूप से कॉम्पैक्ट और सरल फ्री-शाफ्ट रेडियल गैस टर्बाइन है जो पिस्टन इंजन के निकास गैस द्वारा संचालित होता है। केन्द्रापसारक टर्बाइन पहिया एक आम घूर्णन शाफ्ट के माध्यम से एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर पहिया चलाता है। यह पहिया इंजन के हवा के सेवन को एक हद तक सुपरचार्ज करता है जिसे वेस्टगेट के माध्यम से नियंत्रित किया जा सकता है या टरबाइन हाउसिंग की ज्यामिति को गतिशील रूप से संशोधित किया जा सकता है (जैसा कि एक चर ज्यामिति टर्बोचार्जर में होता है)। यह मुख्य रूप से एक पावर रिकवरी डिवाइस के रूप में कार्य करता है जो अन्यथा व्यर्थ थर्मल और गतिज ऊर्जा को इंजन बूस्ट में परिवर्तित करता है।

टर्बो-यौगिक इंजन (वास्तव में कुछ सेमी-ट्रेलर ट्रकों पर नियोजित) ब्लो-डाउन टर्बाइनों के साथ फिट होते हैं जो टर्बोचार्जर के डिजाइन और दिखने में समान होते हैं सिवाय इसके कि टर्बाइन शाफ्ट यांत्रिक रूप से या हाइड्रॉलिक रूप से इंजन के क्रैंकशाफ्ट से जुड़े होने के बजाय एक केन्द्रापसारक से जुड़ा होता है। कंप्रेसर, इस प्रकार बढ़ावा देने के बजाय अतिरिक्त शक्ति प्रदान करता है। जबकि टर्बोचार्जर प्रेशर टर्बाइन है, पॉवर रिकवरी टर्बाइन एक वेग टर्बाइन है।

यात्री सड़क वाहन (कार, बाइक और बस)

क्रिसलर द्वारा सबसे बड़े, गैस टर्बाइन-संचालित ऑटोमोबाइल के साथ कई प्रयोग किए गए हैं।[49][50] हाल ही में, हाइब्रिड इलेक्ट्रिक कारों के लिए टर्बाइन इंजन के उपयोग में कुछ रुचि दिखाई गई है। उदाहरण के लिए, माइक्रो गैस टर्बाइन कंपनी ब्लैडन जेट्स के नेतृत्व में एक कंसोर्टियम ने अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए अल्ट्रा लाइटवेट रेंज एक्सटेंडर (यूएलआरई) विकसित करने के लिए टेक्नोलॉजी स्ट्रैटेजी बोर्ड से निवेश हासिल किया है। कंसोर्टियम का उद्देश्य, जिसमें लक्ज़री कार निर्माता जगुआर लैंड रोवर और प्रमुख इलेक्ट्रिकल मशीन कंपनी एसआर ड्राइव्स सम्मिलित हैं, दुनिया का पहला व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य - और पर्यावरण के अनुकूल - विशेष रूप से मोटर वाहन अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया गैस टर्बाइन जनरेटर का उत्पादन करना है।[51]

गैसोलीन या डीजल इंजनों के लिए सामान्य टर्बोचार्जर भी टरबाइन व्युत्पन्न है।

अवधारणा कारें

1950 रोवर कंपनी JET1

कारों में गैस टर्बाइन का उपयोग करने की पहली गंभीर जांच 1946 में हुई थी जब दो इंजीनियर, रॉबर्ट काफ्का और रॉबर्ट एंगरस्टीन कार्नी एसोसिएट्स, न्यूयॉर्क की इंजीनियरिंग फर्म, इस अवधारणा के साथ आई, जहां अद्वितीय कॉम्पैक्ट टरबाइन इंजन डिजाइन रियर व्हील ड्राइव कार के लिए शक्ति प्रदान करेगा। पॉपुलर साइंस में एक लेख छपने के बाद, कागज़ के चरण से आगे कोई काम नहीं था।[52]

प्रारंभिक अवधारणाएँ (1950/60 के दशक)

1950 में, डिजाइनर एफ.आर. ब्रिटिश कार निर्माता रोवर कंपनी के बेल और मुख्य अभियंता मौरिस विल्क्स ने गैस टरबाइन इंजन से चलने वाली पहली कार का अनावरण किया। टू-सीटर रोवर JET1 में सीटों के पीछे इंजन लगा था, कार के दोनों ओर एयर इनटेक ग्रिल्स थे, और पूंछ के शीर्ष पर निकास आउटलेट थे। परीक्षणों के दौरान, कार की शीर्ष गति तक पहुँच गई 140 km/h (87 mph), 50,000 rpm की टर्बाइन गति से। 1950 में यूनाइटेड किंगडम और संयुक्त राज्य अमेरिका में दिखाए जाने के बाद, JET1 को और विकसित किया गया था, और जून 1952 में बेल्जियम में जब्बेके राजमार्ग पर गति परीक्षणों के अधीन किया गया था, जहाँ यह पार हो गया 240 किमी/घंटा (150 मील प्रति घंटा)[53] कार पेट्रोल, मिट्टी के तेल/पैराफिन (मिट्टी के तेल) या डीजल ईंधन तेल से चलती थी, लेकिन ईंधन की खपत की समस्या एक उत्पादन कार के लिए दुर्गम साबित हुई। जेट1 लंदन विज्ञान संग्रहालय (लंदन) लंदन) में प्रदर्शित है।

फ्रांसीसी टर्बाइन-संचालित कार, सोसेमा-ग्रेगोइरे, को अक्टूबर 1952 पेरिस ऑटो शो में प्रदर्शित किया गया था। इसे फ्रांसीसी इंजीनियर जीन-अल्बर्ट ग्रेगोइरे द्वारा डिजाइन किया गया था।[54]

जनरल मोटर्स फायरबर्ड

यूएस में निर्मित पहली टर्बाइन-संचालित कार जनरल मोटर्स फायरबर्ड थी जिसने 1953 में मूल्यांकन शुरू किया था। जबकि फायरबर्ड की तस्वीरें मैं सुझाव दे सकता हूं कि जेट टरबाइन के जोर ने कार को विमान की तरह चलाया, टर्बाइन वास्तव में पिछले पहियों को चलाती थी। द फायरबर्ड I कभी भी वाणिज्यिक यात्री कार के रूप में नहीं था और इसे पूरी तरह से परीक्षण और मूल्यांकन के साथ-साथ जनसंपर्क उद्देश्यों के लिए बनाया गया था।[55] 1953, 1956 और 1959 के पूर्व लामा ऑटो शो के लिए अतिरिक्त फायरबर्ड कॉन्सेप्ट कारों को विकसित किया गया था, जिनमें से प्रत्येक गैस टर्बाइन द्वारा संचालित थी। जीएम रिसर्च गैस टर्बाइन इंजन को भी 1953 के टर्बो-क्रूजर I से शुरू होने वाली बस गुजरती है की श्रृंखला में लगाया गया था।[56]

क्रिसलर 1963 टर्बाइन कार का इंजन कम्पार्टमेंट

1954 में संशोधित प्लायमाउथ (ऑटोमोबाइल) के साथ शुरू,[57] अमेरिकी कार निर्माता क्रिसलर कॉर्पोरेशन ने 1950 के दशक की प्रारम्भ से लेकर 1980 के दशक की प्रारम्भ तक क्रिसलर टर्बाइन इंजन से चलने वाली कई कारों का प्रदर्शन किया। क्रिसलर ने 1963 में पचास क्रिसलर टर्बाइन कार का निर्माण किया और गैस टरबाइन से चलने वाली कारों का एकमात्र उपभोक्ता परीक्षण किया।[58] उनकी प्रत्येक टर्बाइन में अनोखा रोटेटिंग रिक्यूपरेटर लगा होता है, जिसे रीजेनरेटर के रूप में संदर्भित किया जाता है, जिससे दक्षता में वृद्धि होती है।[57]

1954 में फिएट ने टर्बाइन इंजन वाली एक अवधारणा कार का अनावरण किया, जिसे फिएट टर्बाइन कहा जाता है। पहियों वाले विमान की तरह दिखने वाले इस वाहन में जेट थ्रस्ट और पहियों को चलाने वाले इंजन दोनों का अनूठा संयोजन इस्तेमाल किया गया था। की गति 282 किमी/घंटा (175 मील प्रति घंटा) दावा किया गया।[59]

1960 के दशक में, फोर्ड और जीएम भी गैस टर्बाइन सेमी-ट्रक विकसित कर रहे थे। फोर्ड ने 1964 के विश्व मेले में बिग रेड प्रदर्शित किया।[60] ट्रेलर के साथ, यह था 29 m (96 ft) लंबा, 4.0 मीटर (13 फीट) उच्च, और चित्रित क्रिमसन लाल। इसमें फोर्ड द्वारा विकसित गैस टर्बाइन इंजन था, जिसमें आउटपुट पावर और टॉर्क था 450 किलोवाट (600 अश्वशक्ति) तथा 1,160 एनएम (855 पौंड फीट) कैब में महाद्वीपीय यू.एस. का राजमार्ग मानचित्र, मिनी-रसोईघर, बाथरूम और सह-चालक के लिए टीवी था। ट्रक का भाग्य कई दशकों तक अज्ञात था, लेकिन इसे 2021 की प्रारम्भ में निजी हाथों में फिर से खोजा गया था, जिसे चालू क्रम में बहाल किया गया था।[61][62] जीएम के शेवरले डिवीजन ने टर्बो टाइटन I (टर्बो टाइटन I) सहित फायरबर्ड अवधारणाओं के एनालॉग के रूप में टर्बाइन मोटर्स के साथ अवधारणा ट्रकों की टर्बो टाइटन श्रृंखला का निर्माण किया।c. 1959, फायरबर्ड II के साथ GT-304 इंजन साझा करता है), टर्बो टाइटन II सी1962 फायरबर्ड III के साथ GT-305 इंजन साझा करता है), और शेवरले टर्बो टाइटन III (1965, GT-309 इंजन); इसके अलावा, जीएम बाइसन गैस टर्बाइन ट्रक को 1964 के विश्व मेले में दिखाया गया था।[63]

उत्सर्जन और ईंधन अर्थव्यवस्था (1970/80 के दशक)

1970 के अमेरिकी स्वच्छ वायु अधिनियम (संयुक्त राज्य अमेरिका) संशोधन के परिणामस्वरूप, ऑटोमोटिव गैस टरबाइन प्रौद्योगिकी के विकास में अनुसंधान को वित्त पोषित किया गया था।[64] क्रिसलर, जनरल मोटर्स, फोर्ड मोटर कंपनी (गैरेट एआई रिसर्च के सहयोग से) और अमेरिकी मोटर्स (विलियम्स इंटरनेशनल के साथ संयोजन में) द्वारा डिजाइन अवधारणाओं और वाहनों का संचालन किया गया था।[65] तुलनीय लागत दक्षता का मूल्यांकन करने के लिए दीर्घकालिक परीक्षण किए गए।[66] कई एएमसी हॉर्नेट छोटे विलियम्स पुनर्योजी गैस टरबाइन वजन द्वारा संचालित थे 250 पौंड (113 किग्रा) और उत्पादन 80 एचपी (60 किलोवाट; 81 पीएस) 4450 आरपीएम पर।[67][68][69]

1982 में, जनरल मोटर्स ने चूर्णित कोयले की धूल का उपयोग करके गैस टरबाइन द्वारा संचालित ओल्डस्मोबाइल डेल्टा 88 का उपयोग किया। 1980 के दशक में तेल की अधिकता पर निर्भरता कम करने के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका और पश्चिमी दुनिया के लिए इस पर विचार किया गया था।[70][71][72]

टोयोटा ने कई गैस टर्बाइन संचालित अवधारणा कारों का प्रदर्शन किया, जैसे कि 1975 में टोयोटा सेंचुरी GT45, 1979 में टोयोटा स्पोर्ट्स 800#स्पोर्ट्स 800 गैस टर्बाइन हाइब्रिड और 1985 में टोयोटा जीटीवी। कोई उत्पादन वाहन नहीं बनाया गया था। GT24 इंजन को 1977 में बिना किसी वाहन के प्रदर्शित किया गया था।

बाद में विकास

1990 के दशक की प्रारम्भ में, वोल्वो ने वोल्वो ईसीसी पेश किया जो गैस टर्बाइन-संचालित हाइब्रिड इलेक्ट्रिक वाहन था।[73]

1993 में जनरल मोटर्स ने ईवी-1 श्रृंखला हाइब्रिड के सीमित उत्पादन रन के रूप में पहला व्यावसायिक गैस टरबाइन-संचालित हाइब्रिड वाहन प्रस्तुत किया। विलियम्स इंटरनेशनल 40 किलोवाट टरबाइन ने अल्टरनेटर चलाया जो बैटरी-इलेक्ट्रिक पावरट्रेन को संचालित करता था। टर्बाइन डिजाइन में एक रिक्यूपरेटर सम्मिलित था। 2006 में, जीएम ने जे लेनो के साथ इकोजेट अवधारणा कार परियोजना में प्रवेश किया।

2010 के पेरिस मोटर शो में जगुआर ने अपनी जगुआर सी-एक्स75 अवधारणा कार का प्रदर्शन किया। बिजली से चलने वाले इस सुपरकार की अधिकतम गति 204 मील प्रति घंटे (328 किमी/घंटा) है और यह 3.4 सेकेंड में 0 से 62 मील प्रति घंटे (0 से 100 किमी/घंटा) की रफ्तार पकड़ सकती है। यह लिथियम-आयन बैटरी का उपयोग चार इलेक्ट्रिक मोटरों को चलाने के लिए करता है जो 780 बीएचपी का उत्पादन करने के लिए गठबंधन करते हैं। यह बैटरी के एक बार चार्ज करने पर 68 मील (109 किमी) की यात्रा करेगा और 560 मील (900 किमी) तक की रेंज तक फैली बैटरी को फिर से चार्ज करने के लिए ब्लैडन माइक्रो गैस टर्बाइन की एक जोड़ी का उपयोग करेगा।[74]

रेसिंग कारें

इंडियानापोलिस मोटर स्पीडवे हॉल ऑफ फ़ेम संग्रहालय में प्रदर्शित 1967 एसटीपी ऑयल ट्रीटमेंट स्पेशल, जिसमें प्रैट एंड व्हिटनी गैस टर्बाइन दिखाया गया है
1968 हॉवमेट TX, टर्बाइन से चलने वाली एकमात्र रेस कार जिसने रेस जीती है

टर्बाइन से लैस पहली रेस कार (केवल संकल्पना में) 1955 में अमेरिकी वायु सेना समूह द्वारा एक हॉबी प्रोजेक्ट के रूप में थी, जिसमें बोइंग द्वारा टर्बाइन और फायरस्टोन टायर एंड रबर कंपनी के स्वामित्व वाली रेस कार थी।[75] वास्तविक रेसिंग के लक्ष्य के लिए टर्बाइन वाली पहली रेस कार रोवर द्वारा लगाई गई थी और ब्रिटिश रेसिंग मोटर्स फार्मूला वन टीम ने रोवर-बीआरएम, एक गैस टरबाइन-संचालित कूप का उत्पादन करने के लिए सेना में सम्मिलित हो गए, जो 1963 24 आवर्स ऑफ़ ले मैंस में प्रवेश किया, जो संचालित था। इसका औसत 107.8 मील प्रति घंटे (173.5 किमी/घंटा) था और इसकी शीर्ष गति 142 मील प्रति घंटे (229 किमी/घंटा) थी। अमेरिकन रे हेप्पनस्टाल ने 1968 में हाउमेट कॉरपोरेशन और मैककी इंजीनियरिंग के साथ मिलकर अपनी खुद की गैस टर्बाइन स्पोर्ट्स कार विकसित की, हाउमेट टीएक्स, जिसने दो जीत सहित कई अमेरिकी और यूरोपीय इवेंट चलाए, और 1968 24 आवर्स ऑफ़ ले मैंस में भी भाग लिया। कारों में कॉन्टिनेंटल गैस टर्बाइनों का इस्तेमाल किया गया था, जिसने अंततः टर्बाइन-संचालित कारों के लिए छह एफआईए भूमि गति रिकॉर्ड स्थापित किए।[76]

ओपन व्हील रेसिंग के लिए, 1967 के क्रांतिकारी एसटीपी-पैक्सटन टर्बोकार को रेसिंग और उद्यमी दिग्गज एंडी ग्रानाटेली द्वारा मैदान में उतारा गया और पर्नेली जोन्स द्वारा संचालित इंडियानापोलिस 500 को लगभग जीत लिया; प्रैट एंड व्हिटनी ST6B-62 संचालित टरबाइन कार दूसरे स्थान की कार से लगभग एक लैप आगे थी जब गियरबॉक्स असर फिनिश लाइन से सिर्फ तीन गोद में विफल हो गया। अगले साल एसटीपी लोटस 56 टर्बाइन कार ने इंडियानापोलिस 500 पोल की स्थिति जीत ली, हालांकि नए नियमों ने नाटकीय रूप से हवा का सेवन प्रतिबंधित कर दिया। 1971 में टीम लोटस के प्रिंसिपल कॉलिन चैपमैन ने लोटस 56बी एफ1 कार पेश की, जो प्रैट एंड व्हिटनी एसटीएन 6/76 गैस टर्बाइन द्वारा संचालित थी। चैपमैन के पास रैडिकल चैंपियनशिप जीतने वाली कारों के निर्माण की प्रतिष्ठा थी, लेकिन टर्बो लैग के साथ बहुत सारी समस्याएं होने के कारण उन्हें इस परियोजना को छोड़ना पड़ा।

बसें

जनरल मोटर्स ने 1950 और 1960 के दशक में टर्बो-क्रूजर I (1953, जीटी-300) सहित कई प्रोटोटाइप बसों में गैस टर्बाइनों (ब्रांडेड "व्हर्लफायर") की जीटी-30एक्स श्रृंखला लगाई; टर्बो-क्रूजर II (1964, जीटी-309); टर्बो-क्रूजर III (1968, जीटी-309); आरटीएक्स (1968, जीटी-309); और आरटीएस 3टी (1972)।[77]

कैपस्टोन टर्बाइन के आगमन ने कई हाइब्रिड बस डिज़ाइनों को जन्म दिया है, जो 1999 में चट्टानूगा, टेनेसी के एवीएस द्वारा एचईवी-1 से शुरू हुआ, और कैलिफ़ोर्निया में ईबस और आईएसई रिसर्च और न्यूज़ीलैंड में डिजाइनलाइन कॉर्पोरेशन द्वारा बारीकी से पीछा किया गया (और बाद में संयुक्त राज्य अमेरिका)।

एवीएस टर्बाइन हाइब्रिड विश्वसनीयता और गुणवत्ता नियंत्रण की समस्याओं से ग्रस्त थे, जिसके परिणामस्वरूप 2003 में एवीएस का परिसमापन हुआ। डिजाइनलाइन द्वारा सबसे सफल डिजाइन अब 6 देशों में 5 शहरों में संचालित है, दुनिया भर में 30 से अधिक बसें चल रही हैं, और कई सौ बसों का ऑर्डर दिया जा रहा है। बाल्टीमोर और न्यूयॉर्क शहर को दिया गया।

ब्रेशिया इटली शहर के ऐतिहासिक खंडों के माध्यम से मार्गों पर माइक्रोटर्बाइन द्वारा संचालित सीरियल हाइब्रिड बसों का उपयोग कर रहा है।[78]


मोटरसाइकिल

एमटीटी टर्बाइन सुपरबाइक 2000 में दिखाई दी (इसलिए एमटीटी द्वारा वाई2के सुपरबाइक का पदनाम) और टरबाइन इंजन द्वारा संचालित पहली उत्पादन मोटरसाइकिल है - विशेष रूप से, रोल्स-रॉयस एलिसन मॉडल 250 टर्बोशाफ्ट इंजन, जो लगभग 283 किलोवाट (380 बीएचपी) का उत्पादन करता है। 365 किमी/घंटा या 227 मील प्रति घंटे की गति-परीक्षण (कुछ कहानियों के अनुसार, परीक्षण टीम परीक्षण के दौरान सड़क से बाहर भाग गई), यह सबसे शक्तिशाली उत्पादन मोटरसाइकिल और सबसे महंगी उत्पादन मोटरसाइकिल के लिए गिनीज वर्ल्ड रिकॉर्ड रखती है, 185,000 यूएस डॉलर की कीमत के साथ।

ट्रेन

Main articles: गैस टरबाइन लोकोमोटिव and गैस टरबाइन ट्रेन

कई लोकोमोटिव वर्गों को गैस टर्बाइनों द्वारा संचालित किया गया है, सबसे हालिया अवतार बॉम्बार्डियर के जेट ट्रेन हैं।

टैंक

पहली टैंक बटालियन के मरीन्स ने हनीवेल AGT1500 बहु-ईंधन टर्बाइन को कैंप कोयोट, कुवैत में फरवरी 2003 में M1 अब्राम्स टैंक में वापस लोड किया।

थर्ड रीच जर्मन आर्मी (वेहरमाचट) के विकास प्रभाग, सेना के हथियार कार्यालय (आर्मी ऑर्डनेंस बोर्ड) ने 1944 के मध्य से शुरू होने वाले टैंकों में उपयोग के लिए कई गैस टरबाइन इंजन डिजाइनों का अध्ययन किया। बीएमडब्ल्यू 003-आधारित जीटी 101, बख़्तरबंद लड़ाकू वाहन प्रणोदन में उपयोग के लिए लक्षित पहला गैस टरबाइन इंजन डिजाइन, पैंथर टैंक में स्थापना के लिए था।[79]

बख़्तरबंद लड़ाकू वाहन में गैस टर्बाइन का दूसरा उपयोग 1954 में हुआ था जब इकाई, पीयू2979, विशेष रूप से सी. ए. पार्सन्स एंड कंपनी द्वारा टैंकों के लिए विकसित की गई थी, जिसे एक ब्रिटिश विजेता टैंक में स्थापित और परीक्षण किया गया था।[80] टैंक 103 को 1950 के दशक में विकसित किया गया था और यह टरबाइन इंजन, बोइंग टी50 का उपयोग करने वाला पहला बड़े पैमाने पर उत्पादित मुख्य युद्धक टैंक था। तब से, गैस टरबाइन इंजनों का उपयोग कुछ टैंकों में सहायक बिजली इकाइयों के रूप में और सोवियत/रूसी टी-80 और यू.एस. एम 1अब्राम्स टैंकों में मुख्य बिजली संयंत्रों के रूप में किया जाता रहा है। वे एक ही निरंतर बिजली उत्पादन पर डीजल इंजन की तुलना में हल्के और छोटे होते हैं, लेकिन आज तक स्थापित किए गए मॉडल समकक्ष डीजल की तुलना में कम ईंधन कुशल हैं, विशेष रूप से निष्क्रिय होने पर, समान मुकाबला रेंज प्राप्त करने के लिए अधिक ईंधन की आवश्यकता होती है। M1 के क्रमिक मॉडल ने बैटरी पैक या द्वितीयक जनरेटर के साथ इस समस्या को संबोधित किया है ताकि टैंक के सिस्टम को स्थिर रहते हुए बिजली दी जा सके, मुख्य टरबाइन को निष्क्रिय करने की आवश्यकता को कम करके ईंधन की बचत की जा सके। T-80 अपनी सीमा बढ़ाने के लिए तीन बड़े बाहरी ईंधन ड्रम लगा सकते हैं। रूस ने डीजल से चलने वाले T-90 (T-72 पर आधारित) के पक्ष में T-80 का उत्पादन बंद कर दिया है, जबकि यूक्रेन ने डीजल से चलने वाले टी-80यूडी और टी-84 को लगभग गैस की शक्ति के साथ विकसित किया है। टरबाइन टैंक। फ्रेंच लेक्लेर टैंक के डीजल पॉवरप्लांट में हाइपरबार हाइब्रिड सुपरचार्जिंग सिस्टम है, जहां इंजन के टर्बोचार्जर को पूरी तरह से एक छोटे गैस टरबाइन से बदल दिया जाता है, जो सहायक डीजल निकास टर्बोचार्जर के रूप में भी काम करता है, जिससे इंजन आरपीएम-स्वतंत्र बूस्ट लेवल कंट्रोल और एक उच्च शिखर बूस्ट प्रेशर को सक्षम बनाता है। पहुंचा जा सकता है (साधारण टर्बोचार्जर्स की तुलना में)। यह प्रणाली एक छोटे विस्थापन और लाइटर इंजन को टैंक के बिजली संयंत्र के रूप में उपयोग करने की अनुमति देती है और प्रभावी रूप से टर्बो लैग को हटा देती है। यह विशेष गैस टर्बाइन/टर्बोचार्जर सामान्य एपीयू के रूप में मुख्य इंजन से स्वतंत्र रूप से भी काम कर सकता है।

पिस्टन इंजन की तुलना में टर्बाइन सैद्धांतिक रूप से अधिक विश्वसनीय और बनाए रखने में आसान है क्योंकि इसमें कम चलने वाले भागों के साथ सरल निर्माण होता है, लेकिन व्यवहार में, टर्बाइन भागों को उनकी उच्च कार्य गति के कारण उच्च पहनने की दर का अनुभव होता है। टर्बाइन ब्लेड धूल और महीन रेत के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं, इसलिए रेगिस्तान के संचालन में एयर फिल्टर को रोजाना कई बार लगाना और बदलना पड़ता है। अनुचित रूप से फिट किया गया फ़िल्टर, या बुलेट या खोल का टुकड़ा जो फ़िल्टर को पंचर करता है, इंजन को नुकसान पहुँचा सकता है। पिस्टन इंजन (विशेष रूप से अगर टर्बोचार्ज्ड) को भी अच्छी तरह से बनाए रखने वाले फ़िल्टर की आवश्यकता होती है, लेकिन यदि फ़िल्टर विफल हो जाता है तो वे अधिक लचीले होते हैं।

टैंकों में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश आधुनिक डीजल इंजनों की तरह, गैस टर्बाइन सामान्यतः बहु-ईंधन इंजन होते हैं।

समुद्री अनुप्रयोग

Main article: समुद्री प्रणोदन

नौसेना

कई नौसैनिक जहाजों में गैस टर्बाइनों का उपयोग किया जाता है, जहां वे अपने उच्च शक्ति-से-भार अनुपात और उनके जहाजों के परिणामस्वरूप त्वरण और जल्दी से चलने की क्षमता के लिए मूल्यवान हैं।

पहला गैस-टरबाइन-संचालित नौसैनिक पोत रॉयल नेवी का मोटर गन बोट एमजीबी 2009 (पूर्व में एमजीबी 509) था जिसे 1947 में परिवर्तित किया गया था। मेट्रोपॉलिटन-विकर्स ने अपने एफ2/3 जेट इंजन को पावर टरबाइन के साथ फिट किया। स्टीम गन बोट ग्रे गूज़ को 1952 में रोल्स-रॉयस गैस टर्बाइन में परिवर्तित किया गया था और 1953 से इसी रूप में संचालित किया गया था।[81] 1953 में निर्मित बोल्ड क्लास फास्ट पेट्रोल बोट्स बोल्ड पायनियर और बोल्ड पाथफाइंडर गैस टर्बाइन प्रणोदन के लिए विशेष रूप से बनाए गए पहले जहाज थे।

पहले बड़े पैमाने पर, आंशिक रूप से गैस-टरबाइन संचालित जहाज रॉयल नेवी के टाइप 81 (आदिवासी वर्ग) थे, जो संयुक्त भाप और गैस पावरप्लांट के साथ थे। पहला, एचएमएस आशांति को 1961 में कमीशन किया गया था।

एमजीबी 2009 से गैस टर्बाइन

जर्मन नौसेना ने 1961 में दुनिया के पहले संयुक्त डीजल और गैस प्रणोदन प्रणाली में 2 ब्राउन, बोवेरी और सी गैस टर्बाइनों के साथ पहला कोलन-श्रेणी का फ्रिगेट प्रक्षेपित किया।

सोवियत नौसेना ने 1962 में संयुक्त गैस और गैस प्रणोदन प्रणाली में 4 गैस टर्बाइनों के साथ 25 काशिन-श्रेणी के विध्वंसक का पहला कमीशन किया। उन जहाजों ने 4 M8E गैस टर्बाइनों का इस्तेमाल किया, जो54,000-72,000 किलोवाट (72,000-96,000 एचपी) उत्पन्न करते थे। वे जहाज दुनिया के पहले बड़े जहाज थे जो केवल गैस टर्बाइनों द्वारा संचालित होते थे।

डेनिश नौसेना के पास 1965 से 1990 तक सेवा में 6 सॉलोवेन-श्रेणी की टारपीडो नौकाएं (ब्रिटिश बहादुर वर्ग की तेज गश्ती नाव का निर्यात संस्करण) थीं, जिसमें 9,510 किलोवाट (12,750 एसएचपी) पर रेटेड 3 ब्रिस्टल प्रोटीन (बाद में आरआर प्रोटियस) समुद्री गैस टरबाइन थे। ) संयुक्त, प्लस दो जनरल मोटर्स डीजल इंजन, धीमी गति पर बेहतर ईंधन बचत के लिए 340 किलोवाट (460 एसएचपी) रेट किए गए।[82] और उन्होंने 10 विलेमो क्लास टॉरपीडो / गाइडेड मिसाइल बोट्स (1974 से 2000 तक सेवा में) का भी उत्पादन किया, जिसमें 3 रोल्स-रॉयस मरीन प्रोटीज गैस टर्बाइन भी थे, जिन्हें 9,510 किलोवाट (12,750 एसएचपी) रेट किया गया था, जो कि सॉलोवेन-क्लास बोट्स के समान था, और 2 600 किलोवाट (800 एसएचपी) रेटेड जनरल मोटर्स डीजल इंजन, धीमी गति पर बेहतर ईंधन बचत के लिए भी।[83]

प्रोजेक्ट 61 बड़े ASW जहाज, Kashin-class destroyer

स्वीडिश नौसेना ने 1966 और 1967 के बीच 3 ब्रिस्टल सिडली ब्रिस्टल प्रोटीन द्वारा संचालित 6 स्पिका-श्रेणी की टारपीडो नौकाओं का उत्पादन किया, प्रत्येक 3,210 किलोवाट (4,300 एसएचपी) वे बाद में 12 उन्नत नॉरकोपिंग श्रेणी के जहाजों में सम्मिलित हो गए, अभी भी उसी इंजन के साथ। उनके पिछाड़ी टारपीडो ट्यूबों को एंटीशिपिंग मिसाइलों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था, जब तक कि 2005 में अंतिम सेवानिवृत्त नहीं हो गए थे, तब तक वे मिसाइल नौकाओं के रूप में काम करते थे।[84]

फिनिश नौसेना ने 1968 में दो टुरुन्मा-श्रेणी के जलपोत, तुरुन्मा और कर्जला को चालू किया। वे धीमी गति के लिए एक 16,410 किलोवाट (22,000 एसएचपी) रोल्स-रॉयस ओलंपस टीएम 1 गैस टर्बाइन और तीन वार्टसिला समुद्री डीजल से सुसज्जित थे। वे फिनिश नौसेना में सबसे तेज जहाज थे; उन्होंने समुद्री परीक्षणों के दौरान नियमित रूप से 35 समुद्री मील और 37.3 समुद्री मील की गति हासिल की। टुरुनमास को 2002 में सेवामुक्त कर दिया गया था। करजला आज तुर्कु में एक संग्रहालय जहाज है, और तुरुणमा सतकुंता पॉलिटेक्निकल कॉलेज के लिए फ्लोटिंग मशीन शॉप और प्रशिक्षण जहाज के रूप में कार्य करता है।

प्रमुख नौसैनिक जहाजों की अगली श्रृंखला चार कनाडाई इरोक्वाइस-श्रेणी के हेलीकॉप्टर ले जाने वाले विध्वंसक थे जिन्हें पहली बार 1972 में कमीशन किया गया था। उन्होंने 2 फीट-4 मुख्य प्रणोदन इंजन, 2 फीट-12 क्रूज इंजन और 3 सौर सैटर्न 750 किलोवाट जनरेटर का उपयोग किया था।

एक LM2500 गैस टर्बाइन चालू है USS Ford

पहला यू.एस. गैस-टरबाइन संचालित जहाज यू.एस. कोस्ट गार्ड का पॉइंट थैचर था, जो 1961 में कमीशन किया गया कटर था जो दो 750 किलोवाट (1,000 एसएचपी) टर्बाइनों द्वारा नियंत्रित-पिच प्रोपेलर का उपयोग करके संचालित था।[85] बड़े हैमिल्टन-श्रेणी के हाई एंड्यूरेंस कटर, गैस टर्बाइनों का उपयोग करने वाले बड़े कटरों की पहली श्रेणी थे, जिनमें से पहला (यूएससीजीसी हैमिल्टन) 1967 में कमीशन किया गया था। तब से, उन्होंने अमेरिकी नौसेना के ओलिवर हैज़र्ड पेरी-क्लास फ्रिगेट्स को संचालित किया है, स्पृएंस और अर्ले बर्क-क्लास डिस्ट्रॉयर, और टिकोनडेरोगा-क्लास गाइडेड मिसाइल क्रूजर। यूएसएस माकिन द्वीप, एक संशोधित ततैया-श्रेणी का उभयचर हमला जहाज है, जो नौसेना का पहला उभयचर हमला जहाज है जो गैस टर्बाइनों द्वारा संचालित है। हवा और ईंधन में समुद्री नमक की उपस्थिति और सस्ते ईंधन के उपयोग के कारण समुद्री गैस टरबाइन अधिक संक्षारक वातावरण में संचालित होती है।

असैनिक समुद्री

1940 के दशक के अंत तक, दुनिया भर में समुद्री गैस टर्बाइनों की अधिकांश प्रगति डिजाइन कार्यालयों और इंजन बिल्डर की कार्यशालाओं में हुई और विकास कार्य का नेतृत्व ब्रिटिश रॉयल नेवी और अन्य नौसेनाओं ने किया। जबकि समुद्री उद्देश्यों के लिए गैस टरबाइन में रुचि, नौसेना और व्यापारिक दोनों में वृद्धि जारी रही, प्रारंभिक गैस टरबाइन परियोजनाओं पर परिचालन अनुभव के परिणामों की उपलब्धता की कमी ने समुद्री वाणिज्यिक जहाजों पर नए उपक्रमों की संख्या को सीमित कर दिया।

1951 में, डीजल-इलेक्ट्रिक तेल टैंकर ऑरिस, 12,290 डेडवेट टन भार (डीडब्ल्यूटी) का उपयोग समुद्र में सेवा शर्तों के तहत एक मुख्य प्रणोदन गैस टर्बाइन के साथ परिचालन अनुभव प्राप्त करने के लिए किया गया था और इसलिए गैस द्वारा संचालित होने वाला पहला महासागरीय व्यापारी जहाज बन गया। टर्बाइन। नागफनी लेस्ली एंड कंपनी द्वारा हेब्बर्न-ऑन-टाइन, यूके में निर्मित, एंग्लो-सैक्सन पेट्रोलियम कंपनी द्वारा तैयार की गई योजनाओं और विशिष्टताओं के अनुसार और 1947 में यूके के एलिजाबेथ द्वितीय के 21 वें जन्मदिन पर लॉन्च किया गया, जहाज को इंजन कक्ष के साथ डिजाइन किया गया था। लेआउट जो इसके उच्च गति वाले इंजनों में से में भारी ईंधन के प्रायोगिक उपयोग के साथ-साथ गैस टरबाइन द्वारा इसके डीजल इंजनों में से के भविष्य के प्रतिस्थापन की अनुमति देगा।[86] ऑरिस ने वाणिज्यिक रूप से डीजल-इलेक्ट्रिक प्रणोदन इकाई के साथ साढ़े तीन साल के लिए टैंकर के रूप में संचालित किया, लेकिन 1951 में इसके चार में से 824 किलोवाट (1,105 बीएचपी) डीजल इंजन - जिन्हें फेथ, होप, चैरिटी और प्रूडेंस के नाम से जाना जाता था - को दुनिया के पहले समुद्री गैस टरबाइन इंजन से बदल दिया गया, 890 किलोवाट (1,200 बीएचपी) रग्बी, वारविकशायर में ब्रिटिश थॉमसन-ह्यूस्टन|ब्रिटिश थॉम्पसन-ह्यूस्टन कंपनी द्वारा निर्मित ओपन-साइकिल गैस टर्बो-अल्टरनेटर। नॉर्थम्ब्रियन तट पर सफल समुद्री परीक्षणों के बाद, ऑरिस ने अक्टूबर 1951 में हेबबर्न-ऑन-टाइन से अमेरिका में पोर्ट आर्थर, टेक्सास और फिर दक्षिणी कैरेबियन में कुराकाओ के लिए समुद्र में 44 दिनों के बाद एवनमाउथ लौटते हुए, सफलतापूर्वक उसे पूरा किया। ऐतिहासिक ट्रांस-अटलांटिक क्रॉसिंग। इस समय के दौरान समुद्र में गैस टरबाइन ने डीजल ईंधन को जलाया और बिना किसी अनैच्छिक रोक या किसी भी प्रकार की यांत्रिक कठिनाई के संचालित किया। उसने बाद में स्वानसी, हल, रॉटरडैम, ओस्लो और साउथेम्प्टन का दौरा किया और कुल 13,211 समुद्री मील की दूरी तय की। औरिस ने तब अपने सभी बिजली संयंत्रों को एक के साथ बदल दिया था 3,910 किलोवाट (5,250 एसएचपी) गैस टर्बाइन पावर पर पूरी तरह से काम करने वाला पहला नागरिक जहाज बनने के लिए सीधे युग्मित गैस टरबाइन।

इस प्रारम्भ प्रायोगिक यात्रा की सफलता के बावजूद गैस टर्बाइन ने बड़े व्यापारी जहाजों के प्रणोदन संयंत्र के रूप में डीजल इंजन को प्रतिस्थापित नहीं किया। निरंतर परिभ्रमण गति पर डीजल इंजन का ईंधन अर्थव्यवस्था के महत्वपूर्ण क्षेत्र में कोई समकक्ष नहीं था। रॉयल नेवी के जहाजों और दुनिया के अन्य नौसैनिक बेड़े में गैस टरबाइन को अधिक सफलता मिली, जहां कार्रवाई में युद्धपोतों द्वारा गति में अचानक और तेजी से बदलाव की आवश्यकता होती है।[87]

संयुक्त राज्य समुद्री आयोग द्वितीय विश्व युद्ध लिबर्टी जहाजों को अपडेट करने के विकल्पों की तलाश कर रहा था, और हेवी-ड्यूटी गैस टर्बाइन उनमें से एक थे। 1956 में जॉन सार्जेंट को लंबा किया गया और जनरल इलेक्ट्रिक से लैस किया गया 4,900 किलोवाट (6,600 एसएचपी) एग्जॉस्ट-गैस रिजनरेशन, रिडक्शन गियरिंग और चर-पिच प्रोपेलर (समुद्री) समुद्री) | वेरिएबल-पिच प्रोपेलर के साथ एचडी गैस टर्बाइन। यह 7,000 घंटों के लिए अवशिष्ट ईंधन (बंकर सी) का उपयोग करके 9,700 घंटों के लिए संचालित होता है। ईंधन दक्षता भाप प्रणोदन के बराबर थी 0.318 किलो/किलोवाट (0.523 पाउंड/एचपी) प्रति घंटा,[88] और बिजली उत्पादन अपेक्षा से अधिक था 5,603 किलोवाट (7,514 एसएचपी) गैस टर्बाइन के डिजाइन तापमान की तुलना में उत्तरी समुद्री मार्ग का परिवेश तापमान कम होने के कारण। इसने जहाज को 18 समुद्री मील की गति क्षमता दी, मूल बिजली संयंत्र के साथ 11 समुद्री मील से ऊपर, और लक्षित 15 समुद्री मील से अधिक। रास्ते में कुछ खराब मौसम के बावजूद जहाज ने 16.8 समुद्री मील की औसत गति के साथ अपना पहला ट्रान्साटलांटिक क्रॉसिंग बनाया। उपयुक्त बंकर सी ईंधन सीमित बंदरगाहों पर ही उपलब्ध था क्योंकि ईंधन की गुणवत्ता महत्वपूर्ण प्रकृति की थी। प्रदूषकों को कम करने के लिए ईंधन तेल का भी बोर्ड पर उपचार किया जाना था और यह एक श्रम-गहन प्रक्रिया थी जो उस समय स्वचालन के लिए उपयुक्त नहीं थी। आखिरकार, वेरिएबल-पिच प्रोपेलर, जो नए और अप्रयुक्त डिजाइन का था, ने परीक्षण समाप्त कर दिया, क्योंकि लगातार तीन वार्षिक निरीक्षणों ने तनाव-क्रैकिंग का खुलासा किया। हालांकि यह समुद्री-प्रणोदन गैस-टरबाइन अवधारणा पर खराब रूप से प्रतिबिंबित नहीं हुआ, और परीक्षण समग्र रूप से सफल रहा। इस परीक्षण की सफलता ने भारी ईंधन के साथ समुद्री उपयोग के लिए एचडी गैस टर्बाइनों के उपयोग पर जीई द्वारा और अधिक विकास का रास्ता खोल दिया।[89] जॉन सार्जेंट को 1972 में पोर्ट्समाउथ पीए में हटा दिया गया था।

टर्बोजेट का बोइंग जेटफिल 929-100-007 उर्जेला

बोइंग ने अप्रैल 1974 में अपना पहला यात्री ले जाने वाला पंप-जेट-चालित हीड्रोफ़ोइल बोइंग 929 लॉन्च किया। उन जहाजों को दो एलीसन 501-केएफ गैस टर्बाइनों द्वारा संचालित किया गया था।[90]

1971 और 1981 के बीच, सीट्रेन लाइन्स ने 26,000 टन डीडब्ल्यूटी के चार कंटेनर जहाजों के साथ संयुक्त राज्य अमेरिका के पूर्वी समुद्र तट पर बंदरगाहों और उत्तर अटलांटिक में उत्तर पश्चिमी यूरोप में बंदरगाहों के बीच अनुसूचित इंटरमोडल कंटेनर सेवा संचालित की। उन जहाजों को एफटी 4 श्रृंखला के जुड़वां प्रैट एंड व्हिटनी गैस टर्बाइनों द्वारा संचालित किया गया था। कक्षा में चार जहाजों का नाम यूरोलाइनर, यूरोफ्रेटर, एशियालाइनर और एशियाफ्रेटर रखा गया था। 1970 के दशक के मध्य में पेट्रोलियम निर्यातक देशों के संगठन (ओपेक) की कीमत में नाटकीय वृद्धि के बाद, ईंधन की बढ़ती लागत से संचालन बाधित हुआ। उन जहाजों पर इंजन प्रणालियों के कुछ संशोधन किए गए थे ताकि निम्न श्रेणी के ईंधन (यानी समुद्री डीजल तेल) को जलाने की अनुमति मिल सके। समुद्री गैस टर्बाइन में एक अलग अप्रयुक्त ईंधन का उपयोग करके ईंधन लागत में कमी सफल रही लेकिन ईंधन परिवर्तन के साथ रखरखाव लागत में वृद्धि हुई। 1981 के बाद जहाजों को बेच दिया गया था और उस समय अधिक किफायती डीजल-ईंधन वाले इंजनों के साथ परिष्कृत किया गया था, लेकिन इंजन के आकार में वृद्धि ने कार्गो स्थान को कम कर दिया।

गैस टर्बाइन का उपयोग करने वाला पहला यात्री फेरी जीटीएस फिनजेट था, जिसे 1977 में बनाया गया था और दो प्रैट एंड व्हिटनी एफटी 4सी-1 डीएलएफ टर्बाइनों द्वारा संचालित किया गया था। 55,000 किलोवाट (74,000 एसएचपी) और जहाज़ को 31 समुद्री मील की गति तक धकेलना। हालांकि, फिनजेट ने वाणिज्यिक शिल्प में गैस टरबाइन प्रणोदन की कमियों को भी चित्रित किया, क्योंकि उच्च ईंधन की कीमतों ने उसे लाभहीन बना दिया। चार साल की सेवा के बाद, ऑफ-सीजन के दौरान चलने की लागत को कम करने के लिए जहाज पर अतिरिक्त डीजल इंजन लगाए गए थे। फिनजेट संयुक्त डीजल-इलेक्ट्रिक और गैस प्रणोदन वाला पहला जहाज भी था। यात्री जहाज में गैस टर्बाइनों के व्यावसायिक उपयोग का एक अन्य उदाहरण दीवार रेखा की हाई-स्पीड सी सर्विस फास्टक्राफ्ट फेरी है। एचएसएस 1500-श्रेणी के स्टेना एक्सप्लोरर, स्टेना वोयाजर और स्टेना डिस्कवरी जहाजों में कुल मिलाकर ट्विन जनरल इलेक्ट्रिक जनरल इलेक्ट्रिक एलएम 2500 प्लस जीई एलएम 1600 पावर के संयुक्त गैस और गैस सेटअप का उपयोग किया जाता है। 68,000 किलोवाट (91,000 एसएचपी) थोड़ा छोटा एचएसएस 900-क्लास स्टेना कैरिस्मा, ट्विन एशिया ब्राउन बोवेरी-एसटीएएल जीटी35 टर्बाइन का उपयोग करता है जिसे रेट किया गया है 34,000 किलोवाट (46,000 एसएचपी) कुल। स्टेना डिस्कवरी को 2007 में सेवा से वापस ले लिया गया था, जो बहुत अधिक ईंधन लागत का एक और शिकार था।

जुलाई 2000 में मिलेनियम (जहाज) गैस और भाप टर्बाइन दोनों द्वारा संचालित होने वाला पहला क्रूज जहाज बन गया। जहाज में दो जनरल इलेक्ट्रिक LM2500 गैस टरबाइन जनरेटर थे, जिनकी निकास गर्मी का उपयोग गोगेस (संयुक्त गैस इलेक्ट्रिक और स्टीम) कॉन्फ़िगरेशन में भाप टरबाइन जनरेटर को संचालित करने के लिए किया गया था। प्रणोदन दो विद्युत चालित रोल्स-रॉयस मरमेड एज़िमथ पॉड्स द्वारा प्रदान किया गया था। लाइनर आरएमएस क्वीन मैरी 2 एक संयुक्त डीजल और गैस विन्यास का उपयोग करता है।[91]

समुद्री रेसिंग अनुप्रयोगों में, 2010 सी5000 मिस्टिक कटमरैन मिस जीईआईसीओ अपनी शक्ति प्रणाली के लिए दो आने वाले टी-55 टर्बाइनों का उपयोग करती है।

प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में प्रगति

गैस टर्बाइन प्रौद्योगिकी अपनी स्थापना के बाद से तेजी से उन्नत हुई है और विकसित होना जारी है। विकास सक्रिय रूप से छोटे गैस टर्बाइनों और अधिक शक्तिशाली और कुशल इंजनों का उत्पादन कर रहा है। इन अग्रिमों में सहायता करने वाले कंप्यूटर-आधारित डिज़ाइन (विशेष रूप से कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी और परिमित तत्व विश्लेषण) और उन्नत सामग्री का विकास: बेहतर उच्च तापमान शक्ति के साथ आधार सामग्री (जैसे, एकल क्रिस्टल सुपरलॉइज़ जो उपज शक्ति विसंगति प्रदर्शित करते हैं) या थर्मल बैरियर कोटिंग्स जो संरचनात्मक सामग्री को कभी-कभी उच्च तापमान से बचाती हैं। ये प्रगति उच्च संपीड़न अनुपात और टरबाइन इनलेट तापमान, अधिक कुशल दहन और इंजन भागों के बेहतर शीतलन की अनुमति देती है।

कम्प्यूटेशनल फ्लुइड डायनेमिक्स (सीएफडी) ने जटिल चिपचिपा प्रवाह और गर्मी हस्तांतरण घटना की एक बढ़ी समझ के माध्यम से गैस टरबाइन इंजन घटकों के प्रदर्शन और दक्षता में पर्याप्त सुधार करने में योगदान दिया है। इस कारण से, गैस [95] [96] टर्बाइन इंजनों के डिजाइन और विकास में उपयोग किए जाने वाले प्रमुख कम्प्यूटेशनल उपकरणों में से एक सीएफडी है।[92][93]

प्रारम्भ गैस टर्बाइनों की सरल-चक्र दक्षताओं को इंटर-कूलिंग, रीजेनरेशन (या रिकवरी) और रीहीटिंग को सम्मिलित करके व्यावहारिक रूप से दोगुना कर दिया गया। ये सुधार, निश्चित रूप से, बढ़ी हुई प्रारंभिक और संचालन लागतों की कीमत पर आते हैं, और उन्हें तब तक उचित नहीं ठहराया जा सकता जब तक कि ईंधन की लागत में कमी अन्य लागतों में वृद्धि को ऑफसेट नहीं करती। अपेक्षाकृत कम ईंधन की कीमतें, स्थापना लागत को कम करने के लिए उद्योग में सामान्य इच्छा, और सरल-चक्र दक्षता में लगभग 40 प्रतिशत की जबरदस्त वृद्धि ने इन संशोधनों को चुनने की इच्छा कम कर दी।[94]

उत्सर्जन पक्ष पर, कम NOx उत्सर्जन प्राप्त करने और नवीनतम उत्सर्जन नियमों को पूरा करने के लिए टर्बाइन इनलेट तापमान को बढ़ाने की चुनौती है, जबकि एक ही समय में अधिकतम लौ तापमान को कम करना है। मई 2011 में, मित्सुबिशी हेवी इंडस्ट्रीज ने 320 मेगावाट गैस टर्बाइन पर 1,600 डिग्री सेल्सियस का टर्बाइन इनलेट तापमान और गैस टर्बाइन संयुक्त-चक्र बिजली उत्पादन अनुप्रयोगों में 460 मेगावाट हासिल किया, जिसमें सकल तापीय क्षमता 60% से अधिक है।[95]

1990 के दशक में गैस टर्बाइनों के लिए आज्ञाकारी फ़ॉइल बियरिंग व्यावसायिक रूप से पेश किए गए थे। ये एक लाख से अधिक स्टार्ट/स्टॉप चक्रों का सामना कर सकते हैं और तेल प्रणाली की आवश्यकता को समाप्त कर सकते हैं। माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक और पावर स्विचिंग प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग ने वितरण और वाहन प्रणोदन के लिए माइक्रोटर्बाइन द्वारा वाणिज्यिक रूप से व्यवहार्य बिजली उत्पादन के विकास को सक्षम किया है।

फायदे और नुकसान

गैस-टरबाइन इंजन के फायदे और नुकसान निम्नलिखित हैं:[96]

फायदे में सम्मिलित हैं:

  • प्रत्यागामी इंजनों की तुलना में बहुत उच्च शक्ति-से-भार अनुपात।
  • समान शक्ति रेटिंग के अधिकांश प्रत्यागामी इंजनों से छोटा।
  • मुख्य शाफ्ट का चिकना घुमाव एक प्रत्यागामी इंजन की तुलना में बहुत कम कंपन पैदा करता है।
  • प्रत्यागामी इंजनों की तुलना में कम चलने वाले पुर्जों के परिणामस्वरूप इसकी सेवा अवधि में कम रखरखाव लागत और उच्च विश्वसनीयता/उपलब्धता होती है।
  • अधिक विश्वसनीयता, विशेष रूप से उन अनुप्रयोगों में जहां निरंतर उच्च शक्ति उत्पादन की आवश्यकता होती है।
  • अपशिष्ट गर्मी लगभग पूरी तरह से निकास में फैल जाती है। इसका परिणाम उच्च तापमान निकास धारा में होता है जो संयुक्त चक्र में उबलते पानी के लिए या कोजेनरेशन के लिए बहुत उपयोगी होता है।
  • सामान्य रूप से प्रत्यागामी इंजनों की तुलना में कम चरम दहन दबाव।
  • छोटी मुक्त टर्बाइन इकाइयों में उच्च शाफ्ट गति, हालांकि बिजली उत्पादन में नियोजित बड़ी गैस टर्बाइन समकालिक गति से काम करती हैं।
  • कम स्नेहन तेल लागत और खपत।
  • विभिन्न प्रकार के ईंधन पर चल सकता है।
  • अतिरिक्त हवा, पूर्ण दहन और ठंडी सतहों पर ज्वाला के न बुझने के कारण CO और HC का बहुत कम विषैला उत्सर्जन।

नुकसान में सम्मिलित हैं:

  • विदेशी सामग्रियों के उपयोग के कारण कोर इंजन की लागत अधिक हो सकती है।
  • निष्क्रिय गति पर प्रत्यागामी इंजनों की तुलना में कम कुशल।
  • प्रत्यागामी इंजनों की तुलना में लंबा स्टार्टअप।
  • पारस्परिक इंजनों की तुलना में बिजली की मांग में बदलाव के प्रति कम संवेदनशील।
  • विशेषता व्हाइन को दबाना कठिन हो सकता है।

प्रमुख निर्माता

परीक्षण

ब्रिटिश, जर्मन और अन्य राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय परीक्षण कोडों का उपयोग गैस टर्बाइनों के परीक्षण के लिए प्रयुक्त प्रक्रियाओं और परिभाषाओं के मानकीकरण के लिए किया जाता है। उपयोग किए जाने वाले परीक्षण कोड का चयन खरीदार और निर्माता के बीच एक समझौता है और टरबाइन और संबंधित प्रणालियों के डिजाइन के लिए कुछ महत्व रखता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, एएसएमई ने गैस टर्बाइनों पर कई निष्पादन परीक्षण कोड तैयार किए हैं। इसमें एएसएमई पीटीसी 22-2014 सम्मिलित है। इन एएसएमई प्रदर्शन परीक्षण कोडों ने गैस टर्बाइनों के परीक्षण के लिए अंतरराष्ट्रीय मान्यता और स्वीकृति प्राप्त की है। पीटीसी 22 सहित एएसएमई प्रदर्शन परीक्षण कोड की एकमात्र सबसे महत्वपूर्ण और विभेदक विशेषता यह है कि माप की परीक्षण अनिश्चितता परीक्षण की गुणवत्ता को इंगित करती है और इसका उपयोग व्यावसायिक सहिष्णुता के रूप में नहीं किया जाना चाहिए।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ Sonntag, Richard E.; Borgnakke, Claus (2006). इंजीनियरिंग ऊष्मप्रवैगिकी का परिचय (Second ed.). John Wiley. ISBN 9780471737599.
  2. ↑ B. Zhang (14 December 2014). Lu, Yongxiang (ed.). चीनी विज्ञान और प्रौद्योगिकी का इतिहास: खंड 3. Springer Berlin Heidelberg. pp. 308–310. ISBN 978-3662441626. 'घोड़े के दीपक को घुमाने के लिए, पेपर-कट को पहिया जैसी वस्तुओं के रूप में बनाएं और मोमबत्ती हवा को गर्म करेगी जो उठेगी और पेपर-कट को स्थानांतरित करने के लिए धक्का देगी, और पेपर-कट की छाया मोमबत्ती की रोशनी से डाली जाएगी स्क्रीन।' ... सोंग वंश के अभिलेखों से पता चलता है कि चीन के ट्रोटिंग हॉर्स लैम्प का आविष्कार 1000 ईस्वी के बाद का नहीं था। ...जाहिर है, ट्रोटिंग हॉर्स लैम्प में पहले से ही एक गैस टर्बाइन की शुरुआत हो चुकी है।
  3. ↑ "मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी गैस टर्बाइन लैब". Web.mit.edu. 27 August 1939. Retrieved 13 August 2012.
  4. ↑ UK patent no. 1833 – Obtaining and Applying Motive Power, & c. A Method of Rising Inflammable Air for the Purposes of Procuring Motion, and Facilitating Metallurgical Operations
  5. ↑ "मूल दस्तावेज़: GB186101633 (ए) - 1861-12-18 कैलोरी इंजन". Worldwide.espacenet.com. Retrieved 13 March 2016.
  6. ↑ "पेटेंट US0635919" (PDF). Freepatentsonline.com. Retrieved 13 August 2012.
  7. ↑ "इतिहास - आत्मकथाएँ, लैंडमार्क, पेटेंट". ASME. 10 March 1905. Retrieved 13 August 2012.
  8. ↑ US 635919, "यांत्रिक शक्ति उत्पन्न करने के लिए उपकरण" 
  9. ↑ 9.0 9.1 Leyes, p.231-232.
  10. ↑ Bakken, Lars E et al., p.83-88. "Centenary of the First Gas Turbine to Give Net Power Output: A Tribute to Ægidius Elling". ASME. 2004
  11. ↑ U.S. Patent US1061206
  12. ↑ "फ्रैंक व्हिटल वेबसाइट में आपका स्वागत है". www.frankwhittle.co.uk. Archived from the original on 13 February 2012. Retrieved 22 October 2016.
  13. ↑ Kreith, Frank, ed. (1998). मैकेनिकल इंजीनियरिंग की सीआरसी हैंडबुक (Second ed.). US: CRC Press. p. 222. ISBN 978-0-8493-9418-8.
  14. ↑ "बोखम विश्वविद्यालय "इन टच पत्रिका 2005", पी। 5" (PDF). Archived from the original (PDF) on 13 March 2012. Retrieved 13 August 2012.
  15. ↑ ऑटोमोटिव समाचार (in English). Crain Automotive Group. 1981.
  16. ↑ John Golley. 1996. "Jet: Frank Whittle and the invention of the jet engine". ISBN 978-1-907472-00-8
  17. ↑ Eckardt, D. and Rufli, P. "Advanced Gas Turbine Technology – ABB/ BBC Historical Firsts", ASME J. Eng. Gas Turb. Power, 2002, p. 124, 542–549
  18. ↑ Giffard, Hermione (2016-10-10). द्वितीय विश्व युद्ध में जेट इंजन बनाना: ब्रिटेन, जर्मनी और संयुक्त राज्य अमेरिका (in English). University of Chicago Press. ISBN 978-0-226-38859-5.
  19. ↑ Eckardt, D. "Gas Turbine Powerhouse". 2014. ISBN 978-3-11-035962-6
  20. ↑ "प्रणोदन में युद्ध के बाद की प्रगति". The Times. 15 June 1953. p. 20. Retrieved 8 Jan 2021.
  21. ↑ Nunn, Robert H (25 February 1977). समुद्री गैस टर्बाइन-यूके तकनीकी विकास में एक केस स्टडी प्रदान करता है (PDF) (Report). US Office of Naval Research. p. 5. Archived (PDF) from the original on 19 April 2021.
  22. ↑ Langston, Lee S. (6 February 2017). "प्रत्येक ब्लेड एक एकल क्रिस्टल". American Scientist. Retrieved 2019-01-25.
  23. ↑ Hada, Satoshi; et al. "विश्व की पहली 1,600सी जे-श्रृंखला गैस टर्बाइन के परीक्षण के परिणाम" (PDF). Archived from the original (PDF) on 16 October 2015. Retrieved 15 October 2015.
  24. ↑ "गैस टर्बाइन 60% दक्षता बाधा को तोड़ते हुए". Cogeneration & On-Site Power Production. 5 January 2010. Archived from the original on 2013-09-30.
  25. ↑ Waumans, T.; Vleugels, P.; Peirs, J.; Al-Bender, F.; Reynaerts, D. (2006). एयर बियरिंग पर एक माइक्रो-टरबाइन रोटर का रोटरडायनामिक व्यवहार: मॉडलिंग तकनीक और प्रायोगिक सत्यापन, पी। 182 (PDF). ISMA. International Conference on Noise and Vibration Engineering. Archived from the original (PDF) on 2013-02-25. Retrieved 7 January 2013.
  26. ↑ Christopher, John. The Race for Hitler's X-Planes (The Mill, Gloucestershire: History Press, 2013), p.74.
  27. ↑ Christopher, p.75.
  28. ↑ Nalepa, Krzysztof; Pietkiewicz2, Paweł; Żywica, Grzegorz (November 2009). "पन्नी असर प्रौद्योगिकी का विकास" (PDF). Technical Sciences. 12: 229–240. doi:10.2478/v10022-009-0019-2 (inactive 31 July 2022). S2CID 44838086. Retrieved 2022-03-01.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of July 2022 (link)
  29. ↑ Agrawal, Giri L. (2 June 1997). फ़ॉइल एयर/गैस बेयरिंग टेक्नोलॉजी - एक सिंहावलोकन. ASME 1997 International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exhibition. pp. V001T04A006. doi:10.1115/97-GT-347. ISBN 978-0-7918-7868-2. Retrieved 23 July 2018.
  30. ↑ Hazel, Brian; Rigney, Joe; Gorman, Mark; Boutwell, Brett; Darolia, Ram (2008). "Development of Improved Bond Coat for Enhanced Turbine Durability". Superalloys 2008 (ग्यारहवां अंतर्राष्ट्रीय संगोष्ठी). Superalloys. US: The Minerals, Metals & Materials Society. pp. 753–760. doi:10.7449/2008/Superalloys_2008_753_760. ISBN 978-0-87339-728-5.
  31. ↑ "Coatings for turbine blades"
  32. ↑ A. W. James et al. "Gas turbines: operating conditions, components and material requirements"
  33. ↑ Tamarin, Y. Protective Coatings for Turbine Blades. 2002. ASM International. pp 3–5
  34. ↑ A. Nowotnik "Nickel-Based Superalloys"
  35. ↑ Latief, F. H.; Kakehi, K. (2013) "Effects of Re content and crystallographic orientation on creep behavior of aluminized Ni-based single crystal superalloys". Materials & Design 49 : 485–492
  36. ↑ Dick, Erik (2015). "थ्रस्ट गैस टर्बाइन". Fundamentals of Turbomachines. 109.
  37. ↑ 37.0 37.1 Robb, Drew (December 1, 2017). "एरोडेरिवेटिव गैस टर्बाइन". Turbomachinery International Magazine. Retrieved 26 June 2020.
  38. ↑ "वल्कन एपीयू स्टार्टअप". Archived from the original (video) on 13 April 2013.
  39. ↑ "ब्रिस्टल सिडले प्रोटीन". Internal Fire Museum of Power. 1999. Archived from the original on 18 January 2009.
  40. ↑ "जेट रेसर". Scrapheap Challenge. Season 6. UK. 2003. Retrieved 13 March 2016.
  41. ↑ 41.0 41.1 41.2 41.3 Schreckling, Kurt (1994). मॉडल विमान के लिए गैस टर्बाइन. ISBN 978-0-9510589-1-6.
  42. ↑ Kamps, Thomas (2005). मॉडल जेट इंजन. Traplet Publications. ISBN 978-1-900371-91-9.
  43. ↑ Lee S. Langston (July 2012). "संख्याओं द्वारा दक्षता". Archived from the original on 7 February 2013.
  44. ↑ Kellner, Tomas (17 June 2016). "यही कारण है कि नवीनतम गिनीज वर्ल्ड रिकॉर्ड फ़्रांस को फ़ुटबॉल प्रशंसकों के जाने के बाद लंबे समय तक रोशन रखेगा" (Press release). General Electric.
  45. ↑ "HA तकनीक अब उद्योग-प्रथम 64 प्रतिशत दक्षता पर उपलब्ध है" (Press release). GE Power. 4 December 2017.
  46. ↑ "जीई के एचए गैस टर्बाइन ने दक्षता के लिए दूसरा विश्व रिकॉर्ड बनाया" (Press release). GE Power. March 27, 2018.
  47. ↑ Ratliff, Phil; Garbett, Paul; Fischer, Willibald (September 2007). "अधिक ग्राहक लाभ के लिए नई सीमेंस गैस टर्बाइन SGT5-8000H" (PDF). VGB PowerTech. Siemens Power Generation. Archived from the original (PDF) on 13 August 2011. Retrieved 17 July 2010.
  48. ↑ Capehart, Barney L. (22 December 2016). "माइक्रोटर्बाइन". Whole Building Design Guide. National Institute of Building Sciences.
  49. ↑ "History of Chrysler Corporation Gas Turbine Vehicles" published by the Engineering Section 1979
  50. ↑ "Chrysler Corp., Exner Concept Cars 1940 to 1961" undated, retrieved on 11 May 2008.
  51. ↑ Bladon Jets And Jaguar Land Rover Win Funding For Gas Turbine Electric Vehicle Project Archived 13 March 2012 at the Wayback Machine
  52. ↑ "ऑटो के लिए गैस टर्बाइन". Popular Science. 146 (8): 121. May 1946. Retrieved 13 March 2016.
  53. ↑ Bobbitt, Malcolm (2007) [1994]. "III – Gas-Turbines and the Jet Era". रोवर पी4 सीरीज (revised ed.). Dorchester, UK: Veloce Publishing. pp. 84–87. ISBN 978-1-903706-57-2. Retrieved 17 October 2014.
  54. ↑ Depreux, Stephane (February 2005). "रेट्रोमोबाइल 2005". Classics.com. Archived from the original on 2018-12-16.
  55. ↑ "गैस टर्बाइन ऑटो". Popular Mechanics. 101 (3): 90. March 1954.
  56. ↑ Turunen, W. A.; Collman, J. S. (1966). "जनरल मोटर्स रिसर्च GT-309 गैस टर्बाइन इंजन". Transactions. SAE Technical Paper Series. Society of Automotive Engineering. 74: 357–377. doi:10.4271/650714. JSTOR 44554219.
  57. ↑ 57.0 57.1 "टर्बो प्लायमाउथ मानक के भविष्य के लिए खतरा है". Popular Science. 165 (1): 102. July 1954. Retrieved 13 March 2016.
  58. ↑ "क्रिसलर टरबाइन इंजन और कारें". Allpar.com. Retrieved 13 March 2016.
  59. ↑ "इटली की टर्बो कार ने 175 मील प्रति घंटे की रफ्तार पकड़ी". Popular Mechanics. 165 (1): 120. July 1954. Retrieved 13 March 2016.
  60. ↑ Holderith, Peter (24 March 2021). "हमें फोर्ड का अतुल्य टर्बाइन-संचालित अर्ध-ट्रक 'बिग रेड' मिला जो दशकों से खो गया है". The Drive. US. Retrieved 27 March 2021.
  61. ↑ "बिग रेड" प्रायोगिक गैस टर्बाइन सेमी ट्रक 1964 न्यूयॉर्क वर्ल्ड फेयर XD10344. Ford Motor Company. 1966. Archived from the original on 2021-10-30. Retrieved 4 September 2020 – via YouTube.
  62. ↑ Holderith, Peter (19 August 2020). "फोर्ड का जायंट टर्बाइन सेमी-ट्रक 'बिग रेड' अमेरिकी दक्षिणपूर्व में कहीं खो गया है". The Drive. US. Retrieved 21 August 2020.
  63. ↑ Dnistran, Iulian (April 20, 2021). "टर्बो टाइटन की कहानी - चेवी का लंबे समय से खोया हुआ गैस टरबाइन ट्रक". TopSpeed. Retrieved 12 September 2022.
  64. ↑ Linden, Lawrence H.; Kumar, Subramanyam; Samuelson, Paul R. (December 1977). उन्नत ऑटोमोटिव पावर सिस्टम्स पर संघीय समर्थित अनुसंधान में मुद्दे. Division of Policy Research and Analysis, National Science Foundation. p. 49. hdl:1721.1/31259.
  65. ↑ Linden, page 53.
  66. ↑ Verrelli, L. D.; Andary, C. J. (May 1972). "विलियम्स रिसर्च गैस टर्बाइन एएमसी हॉर्नेट का निकास उत्सर्जन विश्लेषण". National Technical Information Service. OSTI 5038506. PB218687.
  67. ↑ Norbye, Jan P. (March 1971). "कॉम्पैक्ट कार को पावर देने के लिए 80-एचपी गैस टर्बाइन". Popular Science. 198 (3): 34. Retrieved 13 March 2016.
  68. ↑ Ludvigsen, Karl (November 1971). "विलियम्स टर्बाइन टेक्स द रोड". Motor Trend. 23 (11).
  69. ↑ Norbye, Jan P.; Dunne, Jim (September 1973). "गैस टर्बाइन कार: अभी नहीं तो कभी नहीं". Popular Science. 302 (3): 59.
  70. ↑ Roy, Rex (2 January 2009). "आपके स्टॉकिंग में कोयला? कैडिलैक को ईंधन दें!". The New York Times.
  71. ↑ "यह Oldsmobile कोयला जलाने वाले टरबाइन इंजन द्वारा संचालित था". 16 January 2017.
  72. ↑ "जीएम ने 80 के दशक में कोयले से चलने वाली कार बनाई थी".
  73. ↑ "ग्रीन कार में लेख". Greencar.com. 31 October 2007. Archived from the original on 13 August 2012. Retrieved 13 August 2012.
  74. ↑ Nagy, Chris (1 October 2010). "द इलेक्ट्रिक कैट: जगुआर C-X75 कॉन्सेप्ट सुपरकार". Automoblog.net. Retrieved 13 March 2016.
  75. ↑ "टर्बाइन ड्राइव रिटायर्ड रेसिंग कार". Popular Science: 89. June 1955. Retrieved 23 July 2018.
  76. ↑ "1968 की Howmet TX टर्बाइन कार का इतिहास, अभी भी दुनिया की एकमात्र टर्बाइन संचालित रेस विजेता है". Pete Stowe Motorsport History. June 2006. Archived from the original on 2 March 2008. Retrieved 2008-01-31.
  77. ↑ Brophy, Jim (June 2, 2018). "बस स्टॉप क्लासिक्स: जनरल मोटर्स (जीएम) टर्बो क्रूजर I, II और III अर्बन ट्रांजिट कोच - मेवरिक (टॉप गन), आपकी बस यहां है..." Curbside Classic. Retrieved 12 September 2022.
  78. ↑ "ब्रेशिया (इटली) में सार्वजनिक परिवहन योजना के लिए सीरियल हाईब्रिड बसें". Draft.fgm-amor.at. Archived from the original on 16 March 2012. Retrieved 13 August 2012.
  79. ↑ Kay, Antony L. (2002). जर्मन जेट इंजन और गैस टर्बाइन विकास 1930 - 1945. Airlife. ISBN 9781840372946.
  80. ↑ Ogorkiewicz, Richard M. (1991). टैंकों की तकनीक. Jane's Information Group. p. 259. ISBN 9780710605955.
  81. ↑ Walsh, Philip P.; Paul Fletcher (2004). गैस टर्बाइन प्रदर्शन (2nd ed.). John Wiley and Sons. p. 25. ISBN 978-0-632-06434-2.
  82. ↑ Søløven class torpedoboat, 1965 Archived 15 November 2011 at the Wayback Machine
  83. ↑ Willemoes class torpedo/guided missile boat, 1974 Archived 20 August 2011 at the Wayback Machine
  84. ↑ Fast missile boat
  85. ↑ "यूएस कोस्ट गार्ड इतिहासकार की वेबसाइट, USCGC प्वाइंट थैचर (WPB-82314)" (PDF). Retrieved 13 August 2012.
  86. ↑ "समुद्री परिस्थितियों में समुद्री गैस टर्बाइन का संचालन". Journal of the American Society for Naval Engineers. 66 (2): 457–466. 2009. doi:10.1111/j.1559-3584.1954.tb03976.x.
  87. ↑ फ्यूचर शिप पॉवरिंग ऑप्शंस: शिप प्रोपल्शन के वैकल्पिक तरीकों की खोज. Royal Academy of Engineering Prince Philip House. 2013. ISBN 9781909327016.
  88. ↑ Naval Education and Training Program Development Center Introduction to Marine Gas Turbines (1978) Naval Education and Training Support Command, pp. 3.
  89. ↑ National Research Council (U.S.) Innovation in the Maritime Industry (1979) Maritime Transportation Research Board, pp. 127–131
  90. ↑ "जेटफॉयल/हाइड्रोफॉयल ऐतिहासिक स्नैपशॉट". Boeing.
  91. ↑ "जीई - विमानन: जीई क्रूज शिप गैस टर्बाइन प्रतिष्ठानों के लिए स्थापना से अनुकूलित विश्वसनीयता तक जाता है". Geae.com. 16 March 2004. Archived from the original on 16 April 2011. Retrieved 13 August 2012.
  92. ↑ "एयरो इंजन के लिए सीएफडी" (PDF). HCL Technologies. April 2011. Archived from the original (PDF) on 9 July 2017. Retrieved 13 March 2016.
  93. ↑ Chrystie, R; Burns, I; Kaminski, C (2013). "एक ध्वनिक रूप से मजबूर टर्बुलेंट लीन प्रीमिक्स्ड फ्लेम का तापमान प्रतिक्रिया: एक मात्रात्मक प्रायोगिक निर्धारण". Combustion Science and Technology. 185: 180–199. doi:10.1080/00102202.2012.714020. S2CID 46039754.
  94. ↑ Çengel, Yunus A.; Boles., Michael A. (2011). 9-8। ऊष्मप्रवैगिकी: एक इंजीनियरिंग दृष्टिकोण (7th ed.). New York: McGraw-Hill. p. 510.
  95. ↑ "MHI ने विश्व की उच्चतम तापीय दक्षता "J-सीरीज़" गैस टर्बाइन के परीक्षण संचालन में 1,600 °C टर्बाइन इनलेट तापमान हासिल किया". Mitsubishi Heavy Industries. 26 May 2011. Archived from the original on 2013-11-13. {{cite web}}: no-break space character in |title= at position 87 (help)
  96. ↑ Brain, Marshall (1 April 2000). "गैस टर्बाइन इंजन कैसे काम करते हैं". Science.howstuffworks.com. Retrieved 13 March 2016.

अग्रिम पठन

बाहरी संबंध

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