Gaasiturbiin - Redigeerimiste ajalugu

Madli: /* Eelised ja puudused */ toim

2017-10-27T21:47:45Z

‎Eelised ja puudused: toim

Madli: /* Gaasiturbiinide kasutamine laevadel */

2017-10-27T21:41:05Z

‎Gaasiturbiinide kasutamine laevadel

Madli: toim

2017-10-26T22:06:14Z

toim

Jüri – 26. oktoober 2017, kell 16:04

2017-10-26T16:04:05Z

Jüri: Uus lehekülg: 'Avatud tsükliga gaasiturbiini tööpõhimõte '''Gaasiturbiin''' on soojusmootor, milles kütuse põlemisel saadud soojusenergia muudetakse...'

2017-10-26T15:59:49Z

Uus lehekülg: 'thumb|right|Avatud tsükliga gaasiturbiini tööpõhimõte '''Gaasiturbiin''' on soojusmootor, milles kütuse põlemisel saadud soojusenergia muudetakse...'

Uus lehekülg

[[Pilt:Gaasiturbiin.png|thumb|right|Avatud tsükliga gaasiturbiini tööpõhimõte]]
'''Gaasiturbiin''' on soojusmootor, milles kütuse põlemisel saadud soojusenergia muudetakse algul kineetiliseks ja siis pöörleva labadega tööratta (rootori) abil mehhaaniliseks tööks.
Gaasiturbiini kasutatakse jõuallikana soojuselektrijaamades, autodel, [[laev]]adel, veduritel ning lennukitel. Ehituselt sarnaneb gaasiturbiin [[auruturbiin]]iga.

==Ajalugu==

Gaasiturbiini tööpõhimõte patenteeriti juba 1791.a., kuid tolleaegne teadmiste ja loodusteaduste tase ei võimaldanud seda ideed realiseerida. Esimese kasulikku võimsust arendava gaasiturbiini (32,8 kW, 20000 p/min) valmistas Norra insener E.Elling 1903.a. Järgnevatel aastakümnetel arendati gaasiturbiine edasi, kuid erilist rakendust need madala kasuteguri ja piiratud tööressursside tõttu ei leidnud.

Huvi gaasiturbiinide tootmise vastu tõusis järsult II maailmasõja eel ja järel seoses lennukite kiiruse 700...800 km/h saavutamisega, sest seni lennukikäiturina kasutataud propeller osutus nendel kiirustel mittesobivaks. Selle tulemusel kujundati Saksamaal, Inglismaal ja USA-s lühikese aja jooksul välja gaasiturbiinide aerodünaamilised ja konstruktsioonilised alused ja loodi rahuldava kasuteguri ja tööressursiga turboreaktiivmootorid. Lennukimootorite kõrval loodi ka tõõstuslikke gaasiturbiine, mille põhiline erinevus on põlemisgaaside kasutamisviisis. Lennuki reaktiivmootoris kasutatakse kütuse põlemisgaase vaid gaasiturbiini ja kompressori käivitamiseks ning reaktiivjõu tekitamiseks, töötuslikud gaasiturbiinid varustatakse eraldi jõuturbiiniga või lisatakse kompressorit käitavale turbiinile lisaastmeid gaaside jääkenergia ärakasutamiseks.

==Gaasiturbiini tööpõhimõte==

Eristatakse '''avatud tsükliga''', gaasil või vedelkütusel töötavaid sisemise põlemisega gaasiturbiine, kus kütuse põlemiseks vajalik õhk võetaks atmosfäärist ja äratöötanud gaasid suunatakse taas atmosfääri ja '''suletud tsükliga''', kus välise põlemisega gaasiturbiinseadmetes kasutatakse kinnises kontuuris ringlevat töökeha (õhk, lämmastik, inertgaasid jm.), mida jahutatakse enne kompressorit ja kuumutatakse soojusvahetis enne turbiini suunamist. Suletud tsükkel võimaldab kasutada tahkeid kütuseid ja muid, suvalisi soojusallikaid.

Teadaolevatel andmetel seni suletud tsükliga gaasiturbiinseadmeid praktikas ei kasutata, on tehtud vaid katseseadmeid.

Avatud ringprotsessiga gaasiturbiini tööpõhimõte selgub lisatud jooniselt. Kompressorisse 2 atmosfäärist läbi sissevooluava 6 imetav õhk surutakse kokku ülerõhuni 0,2 – 2 MPa ja suunatakse välimisest 4 ja sisemisest kestast 5 koosnevasse põlemiskambrisse. Kütuse põlemine toimub põlemiskambri sisemises kestas 5, kuhu pihustatakse kütus pihusti 3 abil ja läbi kesta seintes olevate avade siseneb põlemiseks vajalik õhk. Osa kokkusurutud õhust liigub läbi põlemiskambri sisemise ja välimise kesta vaheruumi, jahutades põlemiskambrit ja seguneb seejärel kuumade põlemisgaasidega. Põlemiskambrist väljuvad põlemisgaasid temperatuuriga kuni 850°C (kui ei kasutata düüside ja töölabade jahutust) või kuni 1200°C (kasutatakse düüside ja töölabade jahutust) juhitakse turbiini 1, kus nende paisumisel saadud kineetiline energia muundub rootori töölabadel mehaanaliseks tööks. Äratöötanud gaasid suunatakse väljvooluavaga 7 ühendatud torustiku kaudu atmosfääri. Suurem osa (u 70%) saadud mehaanilisest tööst kulub turbiini 1 rootoriga ühele võllile rakendatud kompressori 2 käitamiseks, ülejäänud (vaid u 30%) realiseeritakse kasulikuks tööks läbi reduktori 9 ja sõuvõlli 10 [[laev]]a [[sõukruvi]] 11 või elektrigeneraatori käitamisel.
Kasuliku töö selline jaotus on põhjustatud vajadusest anda põlemiskambrisse 4...7 korda rohkem õhku, kui kütuse põlemiseks vajalik, et tagada gaaside temperatuur lubatud piirides (850...1200 °C). [[Diiselmootor]]ite puhul on sama näitaja 1,8.....2, mis seleteb ka, miks gaasiturbiinide kasutegurid on võrreldes diiselmootoritega oluliselt madalamad. Kaasaegsete turbiiniehituse kasutatavate materjalide puhul, mis võimaldavad kestvatel koormustel taluda temperatuure 850....1200 °C, aerodünaamiliselt hästiviimistletud komponentidega ja erinevate kasuteguri tõstmise meetodite kasutamisega on avatud tsükliga gaasiturbiinide kasutegurid väärtustega 0,25 – 0,35.

Gaasiturbiini käivitamiseks on elektriline käivitusmootor 8.

==Gaasiturbiinide kasutamine laevadel==

[[Laev]]adel praktiliselt kasutatavad gaasiturbiinid töötavad '''avatud tsükliga'''.
Gaasiturbiinide kasutamine tsiviilotstarbelistel laevadel algas pärast II maailmasõda katseseadmete paigaldamisega olemasolevatele laevadele st. asendati katseliselt mitmetel laevadel vananenud diiselgeneraatorid, sõuelektrimootorid ja aurumasinad gaasiturbiinjõuseadmega ning alustati ka eraldiseisvate gaasigeneraatoritega gaasturbiinide kasutamist, mis kujutab endast kombineeritud jõuseadet, kus gaasi toodetakse kolbsisepõlemismootoris, nn '''vabakolb-gaasigeneraatoris'''. Vabakolb-gaasigeneraator on vastaskolbidega väntvõllita [[diiselmootor]], mis ei tee kasulikku tööd, vaid toodab läbipuhkeks ja ülelaadimiseks vajalikku suruõhku, väljuvad heitgaasid suunatakse gaasiturbiini. Esialgsed kogemused gaasiturbiinide kasutamisel laevadel tõid esile nii nende tugevad kui nõrgad küljed. Gaasiturbiinid tõestasid perspektiivikust jõuallikatena, sh kaug- ja automaatjuhtimise suuremaid võimalusi, võrreldes traditsiooniliste jõuseadmetega, paindlikumaid paigutusvõimalusi ja suurepäraseid manööverdamisomadusi – nt aeg turbiini käivitamisest täisvõimsuseni viimiseks on vaid mõned minutid.

Rääkides puudustest tuleb märkida, et esimestes katseseadmetes kasutati tööstuslikke raskeid, sageli auruturbiinide eeskujul kujundatud turbiine ning keerulisi ja suure massi ning mõõtmetega lisaseadmeteid (regeneraatorid, õhu vahejahutid, õhu-gaasitrakti osad), mis ei võimaldanud realiseerida gaasiturbiini eeliseid täielikult. Ilmnes ka, et gaasiturbiinid on kütuse kvaliteedi suhtes tundlikumad kui diiselmootorid või aurujõuseadmed – rangelt on piiratud väävli-, naatriumi-, vanaadiumi- ja mõnede teiste lisandite sisaldus, mis põhjustavad turbiinilabade korrosiooni ja gaasitrakti saastumist. Seejuures põhiline oli see, et gaasiturbiinide kasutegurid jäid samasse suurusjärku auruturbiinjõuseadmetega, kuid madalamaks diiseljõuseadmete näitajatest. Tuldi järeldusele, et asendada olemasolevate laevade jõuseadmeid gaasiturbiinidega on nende kõrge maksumuse ja kasina efekti tõttu majanduslikult ebaotstarbekas, mistõttu edaspidi paigaldati gaasiturbiine üksnes uutele projekteeritud laevadele, kus oli juba arvestatud nende spetsiifikat.

Vaatamata üldiselt positiivsetele ekspluatatsioonikogemustele loeti gaasiturbiinid vabakolb-gaasigeneraatoritega piiratud võimsuste, kõrge müranivoo ja suure erimassi tõttu mitteperspektiivseks suunaks ning tööd nende arendamisel lõpetati.

Läinud sajandi kuuekümnendatel ja seitsmekümnendatel aastatel ehitati rida spetsiaalselt projekteeritud gaasiturbiinlaevu, kus kasutati kergeid, põhiliselt USA firma Turbo Power and Marine Systems tütarfirma Pratt&Whitney lennukimootorite FT4 baasil laevade jaoks konverteeritud lihtsa ringprotsessiga gaasiturbiine, aga ehitati ka raskemate tööstuslike, regeneratiivsetel ringprotsessidel töötavate gaasiturbiinidega laevu.

Kütuste järsk hinnatõus esimese ja teise naftakriisi ajal (1972. ja 1977. a.) peatas ligi 20 aastaks gaasiturbiinide kasutamise tsiviilotstarbelistel laevadel. Osal varemehitatud laevadest asendati peajõuseadmed ökonoomsemate diiseljõuseadmetega, mis tagas tunduvalt väiksema kütusekulu. Sõjalaevu kütuse hinnatõus eriti ei mõjutanud, mistõttu uutele fregattidele, hävitajatele jt kiiretele pealveesõjalaevadele paigaldati sadu lihtsa ringprotsessiga kergeid lennukimootori tüüpi gaasiturbiine mitmesugustes konfiguratsioonides, nii kombinatsioonis diiselmootoritega kui ilma.

Tsiviilotstarbelistel laevadel algas gaasiturbiinide taaskasutamine suhteliselt hiljuti seoses uue laevaklassi – lühimarsruute teenindavate kiirlaevade laialdasema kasutuselevõtmisega paljudel laevaliinidel. Need laevad on ette nähtud reisijate ja autotranspordi veoks kiirustel 40 sõlme ja enam, mis nõuab suhteliselt väikestes laevades väga suuri võimsusi.

Tõsine argument gaasiturbiinide kasuks on kindlasti ka viimastel aastakümnetel tähelepanu keskmesse tõusnud atmosfäärisaaste. Gaasiturbiinide heitgaasid on praktiliselt suitsuvabad ja NOx sisaldus diiselmootoritega võrreldes 5...10 korda väiksem ning selle vähendamine tehniliselt lihtsam.

Võttes kokku gaasiturbiinide kasutusalade perspektiive kommertsalusel töötavates laevades peab arvesse võtma nende eeliseid ja puudusi.

Gaasiturbiinide eeliste hulka tuleb lugeda:

*väga väike erimass (mootori massi ja efektiivse võimsuse suhe), mis võib olla mitu suurusjärku väiksem, võrreldes kolbsisepõlemismootorite ja aurujõuseadmetega

*lihtne ja kompaktne ehitus

*madalad töösurved

*madal müra ja vibratsioonitase ning ideaalne tasakaalustatus edasi-tagasi liikuvate masside puudumise tõttu

*ühtlane pöördemoment

*väike määrdeõli kulu

*heitgaaside väike NOx, SOx ja tahma sisaldus

*lühike ettevalmistusaeg käivitamiseks ja koormuste muutmiseks

*lihtsalt teostatav kaug- ja automaatjuhtimine

*väike hooldus- ja remonditööde maht, võimalus kiiresti välja vahetada defektsed sõlmed ja moodulid tänu gaasiturbiinide vahetatavatest moodulitest (madal- ja kõrgsurvekompressorid, turbiinid, põlemiskambrid jne) koostatud ehitusele.

Olulisteks puudusteks on:

*suur algmaksumus valmistamise tehnoloogilistele protsessidele esitatavate kõrgete nõuete ja eriomadustega kõrgtugevate ja kuumuskindlate materjalide kasutamise tõttu

*kütuse suurem erikulu, võrreldes diiselmootoritega, ja selle kõrgem hind.

Arvestades kõiki poolt- ja vastuargumente ja eriti silmas pidades kütuste hindu ja nende kasvutrendi, pole gaasiturbiinide kasutusalade laienemine kommertsalusel töötavatele kaubalaevadele lähitulevikus tõenäoline. Kiirlaevad ja reisi- (kruiisi-) laevad on erandlikud selle poolest, et nende puhul pole jõuseadme ökonoomsus ainus ja määrav tegur, vaid üks paljudest.

Gaasiturbiinide kasutamine kaubalaevastikus võiks kõne alla tulla vaid eeldusel, et nende kütusekulu õnnestub oluliselt vähendada. Kuna senised katsed luua diiseljõuseadmetele konkurentsivõimeliste kasuteguritega gaasiturbiine pole loodetud edu toonud, on hetkeseisuga diiselmootorid jätkuvalt soosituimad jõuallikad kaubalaevastikus täna ja tõenäoliselt ka lähitulevikus.

Autorid:
*Heino Punab
*Jüri Kask

Allikad:
[[Heino Punab]] Laevajõuseadmed. Eesti Mereakadeemia, 2008. ISBN 978-9985-808-351

[[Kategooria:Laevajõuseadmed]]

←Vanem redaktsioon		Redaktsioon: 26. oktoober 2017, kell 16:04
78. rida:		78. rida:
	[[Heino Punab]] Laevajõuseadmed. Eesti Mereakadeemia, 2008. ISBN 978-9985-808-351		[[Heino Punab]] Laevajõuseadmed. Eesti Mereakadeemia, 2008. ISBN 978-9985-808-351

−	[[Kategooria:~~Laevajõuseadmed~~]]	+	[[Kategooria:Laeva jõuseadmed]]

@@ 39. rida: / 39. rida: @@
 Gaasiturbiinide eelised:
 *väga väike erimass (mootori massi ja efektiivse võimsuse suhe), mis võib olla mitu suurusjärku väiksem, võrreldes kolbsisepõlemismootorite ja aurujõuseadmetega
 *lihtne ja kompaktne ehitus
 *madalad töösurved
+*madal müra- ja vibratsioonitase ning ideaalne tasakaalustatus edasi-tagasi liikuvate masside puudumise tõttu
 *ühtlane pöördemoment
 *väike määrdeõli kulu
+*heitgaaside väike NOx-, SOx- ja tahmasisaldus
 *lühike ettevalmistusaeg käivitamiseks ja koormuste muutmiseks
+*lihtsasti teostatav kaug- ja automaatjuhtimine
 *väike hooldus- ja remonditööde maht, võimalus kiiresti välja vahetada defektsed sõlmed ja moodulid tänu gaasiturbiinide vahetatavatest moodulitest (madal- ja kõrgsurvekompressorid, turbiinid, põlemiskambrid jne) koostatud ehitusele.
-Olulisteks puudusteks on:
+Olulised puudused:
+*suur algmaksumus valmistamise tehnoloogilistele protsessidele esitatavate kõrgete nõuete ning eriomadustega kõrgtugevate ja kuumuskindlate materjalide kasutamise tõttu
-*suur algmaksumus valmistamise tehnoloogilistele protsessidele esitatavate kõrgete nõuete ja eriomadustega kõrgtugevate ja kuumuskindlate materjalide kasutamise tõttu
+*diiselmootoritega võrreldes kütuse suurem erikulu ja selle kõrgem hind.
-Arvestades kõiki poolt- ja vastuargumente ja eriti silmas pidades kütuste hindu ja nende kasvutrendi, pole gaasiturbiinide kasutusalade laienemine kommertsalusel töötavatele kaubalaevadele lähitulevikus tõenäoline. Kiirlaevad ja reisi- (kruiisi-) laevad on erandlikud selle poolest, et nende puhul pole jõuseadme ökonoomsus ainus ja määrav tegur, vaid üks paljudest.
+Arvestades kõiki poolt- ja vastuargumente, eriti aga silmas pidades kütuste hindu ja nende kasvutrendi, pole gaasiturbiinide kasutusalade laienemine kommertsalusel töötavatele [[kaubalaev]]adele lähitulevikus tõenäoline. Kiirlaevad ja [[reisilaev|reisi-]] ([[kruisilaev|kruiisi-]])laevad on erandlikud selle poolest, et nende puhul pole jõuseadme ökonoomsus ainus ja määrav tegur, vaid üks paljudest.
-Gaasiturbiinide kasutamine kaubalaevastikus võiks kõne alla tulla vaid eeldusel, et nende kütusekulu õnnestub oluliselt vähendada. Kuna senised katsed luua diiseljõuseadmetele konkurentsivõimeliste kasuteguritega gaasiturbiine pole loodetud edu toonud, on hetkeseisuga  diiselmootorid jätkuvalt soosituimad jõuallikad kaubalaevastikus täna ja tõenäoliselt ka lähitulevikus.
+Gaasiturbiinide kasutamine kaubalaevastikus võiks kõne alla tulla vaid eeldusel, et nende kütusekulu õnnestub olulisel määral  vähendada. Kuna senised katsed luua diiseljõuseadmetele konkurentsivõimeliste kasuteguritega gaasiturbiine pole loodetud edu toonud, on diiselmootorid jätkuvalt soosituimad jõuallikad kaubalaevastikus praegu ja tõenäoliselt ka lähitulevikus.
 Autorid:
-*Heino Punab
+*[[Heino Punab]]
-*Jüri Kask
+*[[Jüri Kask]]
-Allikad:
+==Allikad==
 [[Heino Punab]] Laevajõuseadmed. Eesti Mereakadeemia, 2008. ISBN 978-9985-808-351
 [[Kategooria:Laeva jõuseadmed]]

@@ 20. rida: / 20. rida: @@
 ==Gaasiturbiinide kasutamine laevadel==
-[[Laev]]adel praktiliselt kasutatavad gaasiturbiinid töötavad  '''avatud tsükliga'''.
+Puuduste hulgas on see, et esimestes katseseadmetes kasutati tööstuslikke raskeid, sageli auruturbiinide eeskujul kujundatud turbiine ning keerulisi suure massi ja mõõtmetega lisaseadmeid (regeneraatoreid, õhu vahejahuteid, õhu-gaasitrakti osi), mis ei võimaldanud täielikult realiseerida gaasiturbiini eeliseid. Ilmnes ka, et gaasiturbiinid on kütuse kvaliteedi suhtes tundlikumad kui diiselmootorid või aurujõuseadmed – rangelt on piiratud väävli-, naatriumi-, vanaadiumi- ja mõnede teiste lisandite sisaldus, mis põhjustavad turbiinilabade korrosiooni ja gaasitrakti saastumist. Seejuures oli põhiline, et gaasiturbiinide kasutegur jäi samasse suurusjärku auruturbiinjõuseadmetega, kuid madalamaks kui diiseljõuseadmete näitajad. Tuldi järeldusele, et on majanduslikult ebaotstarbekas asendada olemasolevate laevade jõuseadmeid gaasiturbiinidega nende kõrge maksumuse ja kasina efekti tõttu. Seepärast paigaldati edaspidi gaasiturbiine üksnes uutele laevadele, kus oli juba projekteerimisel arvestatud nende spetsiifikat.
-Rääkides puudustest tuleb märkida, et esimestes katseseadmetes kasutati tööstuslikke raskeid, sageli auruturbiinide eeskujul kujundatud turbiine ning keerulisi ja suure massi ning mõõtmetega lisaseadmeteid (regeneraatorid, õhu vahejahutid, õhu-gaasitrakti osad), mis ei võimaldanud realiseerida gaasiturbiini eeliseid täielikult. Ilmnes ka, et gaasiturbiinid on kütuse kvaliteedi suhtes tundlikumad kui diiselmootorid või aurujõuseadmed – rangelt on piiratud väävli-, naatriumi-, vanaadiumi- ja mõnede teiste lisandite sisaldus, mis põhjustavad turbiinilabade korrosiooni ja gaasitrakti saastumist. Seejuures põhiline oli see, et gaasiturbiinide kasutegurid jäid samasse suurusjärku auruturbiinjõuseadmetega, kuid madalamaks diiseljõuseadmete näitajatest. Tuldi järeldusele, et asendada olemasolevate laevade jõuseadmeid gaasiturbiinidega on nende kõrge maksumuse ja kasina efekti tõttu majanduslikult ebaotstarbekas, mistõttu edaspidi paigaldati gaasiturbiine üksnes uutele projekteeritud laevadele, kus oli juba arvestatud nende spetsiifikat.
+Vaatamata üldiselt positiivsetele ekspluatatsioonikogemustele loeti vabakolb-gaasigeneraatoritega gaasiturbiinid piiratud võimsuse, kõrge mürataseme ja suure erimassi tõttu mitteperspektiivseks suunaks ning tööd nende arendamisel lõpetati.
-Vaatamata üldiselt positiivsetele ekspluatatsioonikogemustele loeti gaasiturbiinid vabakolb-gaasigeneraatoritega piiratud võimsuste, kõrge müranivoo ja suure erimassi tõttu mitteperspektiivseks suunaks ning tööd nende arendamisel lõpetati.
+Läinud sajandi kuuekümnendatel ja seitsmekümnendatel aastatel ehitati spetsiaalselt projekteeritud gaasiturbiinlaevu, kus kasutati kergeid, põhiliselt USA firma Turbo Power and Marine Systems tütarfirma Pratt&Whitney lennukimootorite FT4 baasil laevade jaoks konverteeritud lihtsa ringprotsessiga gaasiturbiine, aga ehitati ka raskemate tööstuslike, regeneratiivsetel ringprotsessidel töötavate gaasiturbiinidega laevu.
-Läinud sajandi kuuekümnendatel ja seitsmekümnendatel aastatel ehitati rida spetsiaalselt projekteeritud gaasiturbiinlaevu, kus kasutati kergeid, põhiliselt USA firma Turbo Power and Marine Systems tütarfirma Pratt&Whitney lennukimootorite FT4 baasil laevade jaoks konverteeritud lihtsa ringprotsessiga gaasiturbiine, aga ehitati ka raskemate tööstuslike, regeneratiivsetel ringprotsessidel töötavate gaasiturbiinidega laevu.
+Kütuste järsk hinnatõus esimese ja teise naftakriisi ajal (1972. ja 1977. aastal) peatas ligi 20 aastaks gaasiturbiinide kasutamise tsiviillaevadel. Osal varemehitatud laevadest asendati peajõuseadmed ökonoomsemate diiseljõuseadmetega, mis  tagas tunduvalt väiksema kütusekulu. Sõjalaevu kütuse hinnatõus eriti ei mõjutanud, mistõttu uutele [[fregatt]]idele, [[hävitaja]]tele jt kiiretele pealveesõjalaevadele paigaldati sadu lihtsa ringprotsessiga kergeid lennukimootori tüüpi gaasiturbiine mitmesugustes konfiguratsioonides, nii kombinatsioonis diiselmootoritega kui ka ilma.
-Kütuste järsk hinnatõus esimese ja teise naftakriisi ajal (1972. ja 1977. a.) peatas ligi 20 aastaks gaasiturbiinide kasutamise tsiviilotstarbelistel laevadel. Osal varemehitatud laevadest asendati peajõuseadmed ökonoomsemate diiseljõuseadmetega, mis  tagas tunduvalt väiksema kütusekulu.          Sõjalaevu kütuse hinnatõus eriti ei mõjutanud, mistõttu uutele fregattidele, hävitajatele jt kiiretele pealveesõjalaevadele paigaldati sadu lihtsa ringprotsessiga kergeid lennukimootori tüüpi gaasiturbiine mitmesugustes konfiguratsioonides, nii kombinatsioonis diiselmootoritega kui ilma.
+Tsiviillaevadel hakati gaasiturbiine taas kasutam suhteliselt hiljuti seoses uue laevaklassi – lühiliinide [[kiirlaev]]ade laialdasema kasutuselevõtuga paljudel [[laevaliin]]idel. Need laevad on ette nähtud reisijate ja autode veoks kiirusega 40 [[sõlm (kiirusühik)|sõlme]] ja enam, mis nõuab suhteliselt väikestes laevades väga suurt võimsust.
-Tsiviilotstarbelistel laevadel algas gaasiturbiinide taaskasutamine suhteliselt hiljuti seoses uue laevaklassi – lühimarsruute teenindavate kiirlaevade laialdasema kasutuselevõtmisega paljudel laevaliinidel. Need laevad on ette nähtud reisijate ja autotranspordi veoks kiirustel 40 sõlme ja enam, mis nõuab suhteliselt väikestes laevades väga suuri võimsusi.
+Tõsine argument gaasiturbiinide kasuks on kindlasti ka viimastel aastakümnetel tähelepanu keskmesse tõusnud atmosfäärisaaste. Gaasiturbiinide heitgaasid on praktiliselt suitsuvabad ja NOx sisaldus on diiselmootoritega võrreldes 5...10 korda väiksem ning selle vähendamine tehniliselt lihtsam.
-Tõsine argument gaasiturbiinide kasuks on kindlasti ka viimastel aastakümnetel tähelepanu keskmesse tõusnud atmosfäärisaaste. Gaasiturbiinide heitgaasid on praktiliselt suitsuvabad ja NOx sisaldus diiselmootoritega võrreldes 5...10 korda väiksem ning selle vähendamine tehniliselt lihtsam.
+==Eelised ja puudused==
-Võttes kokku gaasiturbiinide kasutusalade perspektiive kommertsalusel töötavates laevades peab arvesse võtma nende eeliseid ja puudusi.
+Gaasiturbiinide eelised:
 *väga väike erimass (mootori massi ja efektiivse võimsuse suhe), mis võib olla mitu suurusjärku väiksem, võrreldes kolbsisepõlemismootorite ja aurujõuseadmetega

@@ 1. rida: / 1. rida: @@
 [[Pilt:Gaasiturbiin.png|thumb|right|Avatud tsükliga gaasiturbiini tööpõhimõte]]
-'''Gaasiturbiin''' on soojusmootor, milles kütuse põlemisel saadud soojusenergia muudetakse algul kineetiliseks ja siis pöörleva labadega  tööratta  (rootori) abil mehhaaniliseks tööks.
+'''Gaasiturbiin''' on soojusmootor, milles kütuse põlemisel saadud soojusenergia muudetakse algul kineetiliseks ja siis pöörleva labadega tööratta (rootori) abil mehhaaniliseks tööks.
 Gaasiturbiini kasutatakse jõuallikana soojuselektrijaamades, autodel, [[laev]]adel, veduritel ning lennukitel. Ehituselt sarnaneb gaasiturbiin [[auruturbiin]]iga.
 ==Ajalugu==
-Gaasiturbiini tööpõhimõte  patenteeriti juba 1791.a., kuid tolleaegne teadmiste ja loodusteaduste tase ei võimaldanud seda ideed realiseerida.                                                                                                                                                                              Esimese kasulikku võimsust arendava gaasiturbiini (32,8 kW, 20000 p/min) valmistas Norra insener E.Elling 1903.a. Järgnevatel aastakümnetel arendati gaasiturbiine edasi, kuid erilist rakendust need madala kasuteguri ja piiratud tööressursside tõttu ei leidnud.
+Huvi gaasiturbiinide tootmise vastu tõusis järsult Teise maailmasõja eel ja järel seoses lennukite kiiruse 700...800 km/h saavutamisega, sest seni lennukikäiturina kasutataud propeller osutus nendel kiirustel mittesobivaks. Selle tulemusel kujundati Saksamaal, Inglismaal ja USA-s lühikese aja jooksul välja gaasiturbiinide aerodünaamilised ja konstruktsioonilised alused ning loodi rahuldava kasuteguri ja tööressursiga turboreaktiivmootorid. Lennukimootorite kõrval loodi ka tõõstuslikke gaasiturbiine, mille põhiline erinevus on põlemisgaaside kasutusviisis. Lennuki reaktiivmootoris kasutatakse kütuse põlemisgaase vaid gaasiturbiini ja kompressori käivitamiseks ning reaktiivjõu tekitamiseks, tööstuslikud gaasiturbiinid  varustatakse eraldi jõuturbiiniga või lisatakse kompressorit käitavale turbiinile lisaastmeid gaaside jääkenergia  ärakasutamiseks.
 ==Gaasiturbiini  tööpõhimõte==
+Eristatakse '''avatud tsükliga''', gaasil või vedelkütusel töötavaid sisemise põlemisega gaasiturbiine, kus kütuse põlemiseks vajalik õhk võetakse atmosfäärist ja äratöötanud gaasid suunatakse taas atmosfääri, ja '''suletud tsükliga''' gaasiturbiine, kus välise põlemisega gaasiturbiinseadmetes kasutatakse kinnises kontuuris ringlevat töökeha (õhku, lämmastikku, inertgaase jm), mida  jahutatakse enne kompressorit ja kuumutatakse soojusvahetis enne turbiini suunamist. Suletud tsükkel võimaldab kasutada tahkeid kütuseid ja muid, suvalisi soojusallikaid.
 Teadaolevatel andmetel seni suletud tsükliga gaasiturbiinseadmeid praktikas ei kasutata, on tehtud vaid katseseadmeid.
-Avatud ringprotsessiga gaasiturbiini tööpõhimõte selgub lisatud jooniselt. Kompressorisse 2 atmosfäärist läbi  sissevooluava 6 imetav õhk surutakse kokku ülerõhuni 0,2 – 2 MPa ja suunatakse välimisest 4 ja sisemisest kestast 5  koosnevasse põlemiskambrisse.  Kütuse põlemine toimub põlemiskambri sisemises kestas 5, kuhu pihustatakse kütus pihusti 3 abil ja läbi kesta seintes olevate  avade siseneb põlemiseks vajalik  õhk. Osa kokkusurutud õhust liigub läbi põlemiskambri sisemise ja välimise kesta vaheruumi, jahutades põlemiskambrit ja seguneb seejärel kuumade põlemisgaasidega. Põlemiskambrist väljuvad põlemisgaasid temperatuuriga kuni 850°C (kui ei kasutata düüside ja töölabade jahutust) või kuni 1200°C (kasutatakse düüside ja töölabade jahutust) juhitakse turbiini 1, kus nende                                                                  paisumisel saadud kineetiline energia muundub rootori töölabadel mehaanaliseks tööks. Äratöötanud gaasid suunatakse väljvooluavaga 7 ühendatud torustiku kaudu atmosfääri. Suurem osa (u 70%) saadud mehaanilisest tööst kulub turbiini 1 rootoriga ühele võllile rakendatud kompressori 2 käitamiseks, ülejäänud (vaid u 30%)  realiseeritakse kasulikuks tööks läbi reduktori 9 ja sõuvõlli 10 [[laev]]a [[sõukruvi]] 11 või elektrigeneraatori käitamisel.
+Avatud ringprotsessiga gaasiturbiini tööpõhimõte selgub lisatud jooniselt. Kompressorisse 2 atmosfäärist läbi  sissevooluava 6 imetav õhk surutakse kokku ülerõhuni 0,2–2 MPa ning suunatakse välimisest 4 ja sisemisest kestast 5 koosnevasse põlemiskambrisse. Kütuse põlemine toimub põlemiskambri sisemises kestas 5, kuhu pihustatakse kütus pihusti 3 abil ja läbi kesta seintes olevate avade siseneb põlemiseks vajalik õhk. Osa kokkusurutud õhust liigub läbi põlemiskambri sisemise ja välimise kesta vaheruumi, jahutades põlemiskambrit, ja seguneb seejärel kuumade põlemisgaasidega. Põlemiskambrist väljuvad põlemisgaasid temperatuuriga kuni 850°C (kui ei kasutata düüside ja töölabade jahutust) või kuni 1200°C (kasutatakse düüside ja töölabade jahutust) juhitakse turbiini 1, kus nende paisumisel saadud kineetiline energia muundub rootori töölabadel mehaaniliseks tööks. Äratöötanud gaasid suunatakse väljavooluavaga 7 ühendatud torustiku kaudu atmosfääri. Suurem osa (u 70%) saadud mehaanilisest tööst kulub turbiini 1 rootoriga ühele võllile rakendatud kompressori 2 käitamiseks, ülejäänud (vaid u 30%) realiseeritakse kasulikuks tööks läbi reduktori 9 ja sõuvõlli 10 [[laev]]a [[sõukruvi]] 11 või elektrigeneraatori käitamisel.
-Kasuliku töö selline jaotus on põhjustatud vajadusest anda põlemiskambrisse 4...7 korda rohkem õhku, kui kütuse põlemiseks vajalik, et  tagada gaaside temperatuur lubatud piirides (850...1200 °C). [[Diiselmootor]]ite puhul on sama näitaja 1,8.....2, mis seleteb ka, miks gaasiturbiinide kasutegurid on võrreldes diiselmootoritega oluliselt madalamad.                             Kaasaegsete turbiiniehituse kasutatavate materjalide puhul, mis võimaldavad kestvatel koormustel taluda temperatuure 850....1200 °C, aerodünaamiliselt hästiviimistletud komponentidega  ja erinevate kasuteguri tõstmise meetodite kasutamisega on avatud tsükliga gaasiturbiinide kasutegurid väärtustega 0,25 – 0,35.
 Gaasiturbiini käivitamiseks on elektriline käivitusmootor 8.