Газовая турбина Арменго-Лемале
| Газовая турбина Арменго-Лемале | |
|---|---|
 Газовая турбина Арменго-Лемале, Париж, 1906 г. | |
| Классификация | Газовая турбина |
| Приложение | Экспериментальный |
| Источник топлива | Керосин |
| Компоненты |
|
| изобретатель | Рене Арменго и Шарль Лемаль |
| Изобретенный | 1903-1906 |
Арменго -Лемале Газовая турбина была ранним экспериментальным газотурбинным двигателем, построенным Анонимным обществом турбомоторов и выставленным в 1906 году в Париже , Франция. Газовая турбина могла поддерживать сжатие воздуха, но была слишком неэффективна, чтобы производить полезную работу. Конструкция камеры сгорания Арменго-Лемале позже успешно использовалась в двигателях торпед . [ 1 ]
Проектирование и разработка
[ редактировать ]В 1901 году Шарль Лемаль получил патент на газовую турбину, а в 1903 году вместе с Рене Арменго основал Анонимное общество турбомоторов . Общество предложило ряд новых технологий, включая полые лопатки турбины, подогрев сгорания и промежуточное охлаждение ступеней компрессора. [ 2 ]
В 1904 году общество построило небольшой образец газовой турбины. Воздух подавался в камеру сгорания, работающую на жидком топливе, с помощью центробежного компрессора под давлением 71 фунт на квадратный дюйм (4,9 бар). Топливно-воздушная смесь поджигалась раскаленной проволокой с продуктами сгорания, охлаждаемыми водяными струями. Выхлопные газы расширялись в сопле перед тем, как воздействовать на модифицированную паровую турбину Лаваля мощностью 25 л.с. (19 кВт) с колесом диаметром 6 дюймов (152 мм), работавшую со скоростью 20 000 об / мин. [ 3 ]
В 1906 году общество построило большую газовую турбину с тремя корпусами газовых компрессоров, содержащих в общей сложности 25 центробежных рабочих колес. Компрессоры были разработаны Огюстом Рато и изготовлены швейцарской компанией Brown Boveri (BBC) . [ 2 ] [ 4 ] Это были первые из многих центробежных компрессоров производства BBC. [ 5 ] [ 6 ]
Из-за состояния металлургии в 1906 году температуру между ступенями турбины приходилось поддерживать ниже 878 ° F (470 ° C), чтобы избежать повреждения колес турбины. Для поддержания приемлемой температуры в камеру сгорания впрыскивалась постоянная струя воды. [ 1 ] [ 6 ]
Низкие температуры на входе в турбину и относительно низкий КПД первых центробежных компрессоров привели к тому, что газовая турбина Арменго-Лемале имела низкий тепловой КПД . В своей окончательной форме машина Арменго-Лемале была достаточно эффективна, чтобы питать собственные воздушные компрессоры, но мало что могла делать и не была жизнеспособной в качестве коммерческого источника энергии. Позже было подсчитано, что для достижения общего КПД всего 5% при КПД компрессора 68% и КПД турбины 78% потребовалась бы температура сгорания 1500 °F (816 °C), что было невозможно с учетом технологии. Доступен в 1906 году. [ 6 ]
После работы над турбиной Арменго-Лемале компания BBC приступила к разработке серии промышленных центробежных компрессоров. [ 5 ] и в конечном итоге построил и испытал первую в мире газотурбинную электростанцию в Невшателе , Швейцария, в 1939 году. [ 4 ] [ 7 ]
Машина 1906 года была последней крупной газовой турбиной, построенной Société Anonyme des Turbomoteurs. Общество прекратило все работы над газовыми турбинами после смерти Рене Арменго в 1909 году. [ 1 ] Камера сгорания газовой турбины 1906 года была успешно разработана и лицензирована обществом для использования в военно-морских торпедах. [ 1 ] Керосин впрыскивался и сжигался в потоке сжатого воздуха, увеличивая давление, приводящее в действие маршевый двигатель торпеды. Камера сгорания Арменго-Лемале идеально подходила для этого применения благодаря наличию морской воды для охлаждения. [ 6 ]
Производительность
[ редактировать ]Данные испытаний опубликованы Société Anonyme des Turbomoteurs . Запуск проходил при заявленной температуре окружающей среды 64 °F (18 °C). [ 2 ]
- Общий коэффициент компрессора = 3,85
- Температура нагнетания компрессора = 189 °F (87 °C).
- Температура горения = 1040 °F (560 °C).
- Межступенчатая температура турбины = 842–878 °F (450–470 °C).
- Температура выхлопных газов = 788 °F (420 °C)
- Расход воды = 65 куб футов (1,8 м 3 ) в час
- Расход топлива = 392 фунта (178 кг) в час.
- Об/мин = 4250
- Выходная мощность = около нуля
- Термический КПД = 3%
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Эккардт, Дитрих (2014). «3.2 Ранние попытки использования принципа газовой турбины». Газотурбинная электростанция . Ольденбург Верлаг Мюнхен. стр. 70–72. ISBN 9783486735710 .
- ^ Jump up to: а б с Мехер-Хомджи, Сайрус Б. (1997). «Историческая эволюция турбомашин». Материалы 29-го симпозиума по турбомашиностроению . Американское общество инженеров-механиков (ASME).
- ^ Гибб, Клод; Боуден, AT (1947). «Газовая турбина со специальным акцентом на промышленное применение» . Журнал Королевского общества искусств . 95 (4739). Великобритания: RSA (Королевское общество искусств, производства и торговли): 265–317 – через JSTOR.
- ^ Jump up to: а б Янг, Стив (январь 2019 г.). «Кто изобрел промышленные газовые турбины?» . НЬЮСНОК . № 19. Национальная нефтяная корпорация Шарджи (SNOC). стр. 26–27.
- ^ Jump up to: а б Ноак, Уолтер Дж. (1941). «Нагнетание давления, котел Velox и газовая турбина, обзор их происхождения и разработки, сделанный Брауном Бовери» (PDF) . Обзор Брауна Бовери . 28 . Баден, Швейцария: Браун Бовери и компания.
- ^ Jump up to: а б с д Мейер, Адольф (1939). «Газовая турбина внутреннего сгорания, ее история, развитие и перспективы» . Обзор Брауна Бовери . 26 . Баден, Швейцария: Браун Бовери и компания.
- ^ Брун, Клаус; Курц, Райнер (2019). Введение в теорию газовых турбин (4-е изд.). Компания «Солнечные турбины». п. 15. ISBN 978-0-578-48386-3 .