Bladning
Den skridskoåkning kallas uppsättningen blad av en kompressor och en turbin . Man skiljer mellan rotorblad och styrblad .En ring av rotorblad med tillhörande ring av styrblad kallas ett steg . Bladningen av turbinen eller kompressorn kan vara flerstegs.
Styrskovlarna är permanent installerade i kompressorns eller turbinens hus och styr arbetsfluiden i optimal vinkel mot rotorbladen, som är placerade på roterande axlar . Den mekaniskt användbara effekten mellan maskinen och vätskan är kopplad via rotorbladen . (I allmänhet driver turbiner en ansluten arbetsmaskin , ofta en generator , propeller eller fläkt. En kompressor drivs vanligtvis av en motor .)
När du anger antalet steg i en kompressor eller en turbin är antalet rotorbladringar avgörande: En kompressor med fem steg har fem rotorbladringar. I fallet med kompressorer tilldelas vanligtvis ringarna till den föregående rotorbladringen, och i fallet med turbiner tilldelas de vanligtvis till följande rotorbladring.
Vätskemekanik
I styrskovlarna omvandlas entalpi omvandlad per steg helt eller delvis till flödesenergi. I pumphjulen omvandlas flödesenergin till en periferisk kraft genom avböjningen . I princip krävs färre steg för att minska en entalpidifferens i en turbin än att bygga upp samma skillnad i en kompressor. Detta är relaterat till det faktum att det accelererade flödet av en turbin är mycket mindre risk för att stanna än det inbromsade flödet i en kompressor.
Förhållandet mellan entalpi omvandlat till flödesenergi i ett turbinstegs rotorblad till den totala entalpigradienten för ett turbinsteg kallas reaktionsgraden . Vanligtvis uppnås en reaktionsgrad på 0,5 i turbiner med positivt tryck. I turbiner med konstant tryck är reaktionsgraden 0; hela entalpigradienten av ett steg omvandlas till flödesenergi i styrskenorna, trycket i scenens rotorblad förblir konstant.
kostnader
Turbinbladen utsätts för särskilda belastningar. En hög arbetstemperatur i kombination med dragspänningarna i radiell riktning är särskilt kritisk. Med tiden orsakar dessa laster att knivarna kryper . Under sin livstid blir knivarna längre och längre, vilket i värsta fall kan leda till att kniven rör vid stegets yttre hölje och därigenom blockerar steget. Av aerodynamiska skäl och av hög effektivitet är emellertid vanligtvis det minsta möjliga avståndet mellan bladet och huset önskvärt. Exempelvis kan några millimeter mjuk metall fästas på den övre kanten på en spade, som "slipas av" när den kommer i kontakt med huset under de första körningarna och därmed leder till en optimal passform; men är möjliga z. B. också en borsttätning eller en labyrintätning .
Vibrationsbelastningar är också kritiska : bladet börjar "fladdra". Detta kan leda till materialutmattning .
Höga driftstemperaturer har en positiv effekt på Carnot-effektiviteten .
I gasturbiner gör de höga belastningarna mycket elastiska material nödvändiga. Rotorbladens material begränsar turbinens effektivitet, eftersom de endast tillåter en begränsad driftstemperatur. Ofta har emellertid turbinbladen kylluftkanaler som exempelvis kan alstra ett tunt lager kylluft över bladytan. Detta minskar den effektiva yttemperaturen och frikopplar den något från den aktuella heta gastemperaturen efter gasturbinens förbränningskammare.
Material
Turbinblad för gasturbiner är tillverkade av nickellegeringar , volfram-molybdenlegeringar eller titanlegeringar . Bladen är skyddade av beläggningar för högre motståndskraft mot temperaturer och erosion såsom grop , även känd som "gropkorrosion". Beläggningen för värmeskydd kallas termisk barriärbeläggning eller förkortat TBC. Ytterligare åtgärder för att göra knivarna mer värmebeständiga består av geniala kylkanalsystem . Denna teknik används i både styrblad och rotorblad.