نگرش كلي بر توربين‌هاي گاز
دنياي توربين گاز اگر چه دنياي جواني است
ليكن با وسعت كاربردي كه از خود نشان داده، خود را در عرصه‌ي تكنيك مطرح
كرده است . زمينه‌هاي كاربرد توربين‌هاي گاز در نيروگاه‌ها و به‌خصوص در
مواردي كه فوريت در نصب و بارگيري مدنظر است مي‌باشد. همچنين به عنوان
پشتيبان واحد بخار و نيز مواقعي كه شبكه سراسري برق از دست مي‌رود يعني در
خاموشي مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
مضافاً اين‌كه توربوكمپرسورها كه از
انرژي حاصله روي محور توربين براي تراكم و بالا بردن فشار گاز استفاده
مي‌شود، در سكوهاي دريايي ، هواپيماها و ترن‌ها استفاده مي‌شود .
شكل (1-1) يك توربين گاز معمولي را با مشخص كردن اجزاء نشان مي‌دهد.
مختصري از سرگذشت توربين‌هاي گاز از سال 1791 ميلادي تا به امروز به‌شرح زير مي‌باشد .
اولين
نمونه توربين گاز در سال 1791 توسط Jonh Barber ساخته شد . نمونه بعدي در
سال 1872 توسط Stolze ساخته شد كه شامل يك كمپرسور جريان محوري چند
مرحله‌اي به همراه يك توربين عكس‌العملي چند مرحله‌اي بود كه يك اتاق
احتراق نيز در آن قرار داشت . اولين نمونه آمريكايي آن در 24 ژوئن 1895
توسط Charles G.Guritis ساخته شد. اما اولين بهره‌برداري و تست واقعي از
توربين گاز در سال 1900 م بوسيله Stolz صورت گرفت كه راندمان آن بسيار
پايين بود . در همين سال ها در پاريس يك توربين گاز بوسيله
برادرانArmangand ساخته شد كه داراي نسبت فشار تقريبي 4 و چرخ كوريتس به
ابعاد 5/93 سانتي‌متر قطر با سرعت rpm 4250 بود كه دماي ورودي به توربين
حدود 560اندازه‌گيري شد و راندمان آن در حدود 3% بود. H.Holzwarth اولين
توربين گاز با بهره اقتصادي بالا را طراحي كرد، كه در آن از سيكل احتراق
بدون پيش‌تراكم استفاده ميشد و قسمت اصلي يك ماشين دوار با تراكم متناوب
بود.
همچنين Stanford سال 1919 يك توربين گاز كه داراي سوپر شارژر
بود، ساخت كه در هواپيما نيز از آن استفاده شد. اولين توربين گازي كه براي
توليد قدرت مورد استفاده قرار گرفت به‌وسيله Brown Boveri ساخته شد. وي از
يك توربين گاز براي راندن هواپيما استفاده كرد. همچنين در سال 1939 م، وي
يك توربين گاز با خروجي MW 4 ساخت كه بر اساس سيكل ساده طراحي شده بود و
كاركرد پاييني داشت. اين توربين تنها به مدت 1200 ساعت مورد بهره‌برداري
قرارگرفت و عيوب مكانيكي فراوان داشت . از جمله اصلاحات وي برروي توربين ،
بالا بردن راندمان آن به ميزان 18% بود.
در انگلستان گروهي به سرپرستي
Whittle در سال 1936 م يك كمپرسور سانتريفوژ‌تك مرحله‌اي با ورودي
دوطرفه و يك توربين تك مرحله‌اي كوپل شده به آن را به همراه يك اتاق
طراحي كردند. اما با تست اين موتور نتايج چندان راضي‌كننده‌اي به‌دست
نيامد. در سال 1935م در آلمان شخصي به‌نام Hans Von يك توربوجت با
كمپرسور سانتريفوژ ساخت كه از مزاياي خوبي نسبت به نمونه‌هاي قبلي برخوردار
بود. در آمريكا كمپانيAlis Chalmers اصلاحات فراواني برروي راندمان
توربين‌هاي گاز و كمپرسورها انجام داد و راندمان كمپرسور را به 70% - 65% و
راندمان توربين را به 65% -60% رسانيد.
در سال 1941م كمپاني British
Wellond يك توربوجت ساخت كه در هواپيما مورد استفاده قرار گرفت . اين
توربوجت با آب خنك‌كاري ميشد. در سال 1942م كمپاني German Jumo يك
توربوجت ساخت كه در جنگ جهاني دوم نيز از آن استفاده شد. در اين سال‌ها
استفاده از موتور توربوجت براي هواپيماها رشد فزاينده‌اي به خود گرفت و
هواپيماهاي جنگي بسياري در آمريكا، آلمان و انگليس ساخته شد. در سال 1941م
در سوئيس از يك توربين گاز براي راه‌اندازي لوكوموتيو استفاده شد كه داراي
قدرت 1700 اسب بخار و راندمان 4/18% به همراه بازياب حرارتي بود.