b'\n_START_ARTICLE_\nPlinska turbina\n_START_PARAGRAPH_\nPlinska turbina, (ang. gas turbine) je vrsta rotirajo\xc4\x8dega motorja z notranjim zgorevanjem. Glavni sestavni deli so vstopnik, kompresor, zgorevalna komora, turbina in izpu\xc5\xa1ni del. Termin plinska turbina je malce zavajajo\xc4\x8d, ker lahko plinska turbina poleg plina deluje tudi na teko\xc4\x8da goriva - pri obeh je sicer delovni medij v plinskem agregatnem stanju._NEWLINE_Uporabljajo se za generiranje elektrike v elektrarnah, za pogon letal, helikopterjev, vlakov, ladij, tankov in marsikje druge.\n_START_SECTION_\nDifuzor\n_START_PARAGRAPH_\nPred vstopom v kompresor pri letalskem motorju  se nahaja difuzor, katerega naloga je, da upo\xc4\x8dasni zra\xc4\x8dni tok in mu s tem pove\xc4\x8da tlak. Dizajn difuzorja je zapleten tehni\xc4\x8dni problem, saj ima zrak naravno tendenco te\xc4\x8di proti nizkemu tlaku. Dosti te\xc5\xbeje je dose\xc4\x8di efektivno pospe\xc5\xa1evanje zraka, kot pa efektivno pojemanje.\n_START_SECTION_\nUvodnik na lopatice turbine\n_START_PARAGRAPH_\nUsmerja vro\xc4\x8de pline na rotorje lopatic. Glede na \xc5\xa1tevilo vrtljajev se gibljejo in skrbijo, da dotekajo plini pod pravilnim kotom na lopatice.  Za idealno delovanje bi moralo biti gibljivih \xc4\x8dim ve\xc4\x8d stopenj vendar je zaradi tehni\xc4\x8dnih te\xc5\xbeav in zanesljivosti ve\xc4\x8dina stopenj fiksnih. Grajene so z votlo sredico za hlajenje. V prihodnosti se obeta nov na\xc4\x8din transpiracijskega hlajenja, ki bo dovoljeval vi\xc5\xa1je vstopne temperature in s tem ve\xc4\x8djo mo\xc4\x8d. Material naj bi bil sintran z ve\xc4\x8d tiso\xc4\x8d majhnimi luknjicami za hlajenje.\n_START_SECTION_\nTurbina\n_START_PARAGRAPH_\nGlavna naloga pri letalskem motorju je poganjanje kompresorja, ventilatorja (pri turbofanu) in dodatne opreme motorja (\xc4\x8drpalke za gorivo, hidravli\xc4\x8dne \xc4\x8drpalke, alternatorje). Pri industrijskih pa poleg kompresorja in opreme motorja poganja \xc5\xa1e pogonsko (gonilno) gred. Pri ve\xc4\x8djih letalskih motorjih mora pretvoriti ve\xc4\x8d kot 100000 konjiskih sil, pri industrjskih turbinah pa \xc5\xa1e nekajkrat ve\xc4\x8d. Obremenite na lopatico je pri plinski turbini lahko tudi 300 konjskih sil._NEWLINE_Prav tako kot pri kompresorjih poznamo aksialne in radialne turbine. Slednje se po navadi uporabljajo za manj\xc5\xa1e mo\xc4\x8di, npr. pri helikopterjih in turbopropelerskih letalih. _NEWLINE_V ve\xc4\x8djih letalskih motorji in plinskih turbinah se vedno uporabljajo aksialne turbine, ki zagotavljajo velik pretok in veliko tla\xc4\x8dno razmerje. Za razliko od kompresorskih lopatic, so turbinske lopatice dosti bolj temperaturno obremenjene. Mo\xc4\x8d motorja je omejena z najve\xc4\x8djo temperaturo, ki jo lahko vzdr\xc5\xbei turbina. Primer: \xc4\x8ce pove\xc4\x8damo vstopno temperaturo iz 980 stopinj Celzija na 1370 stopinj Celzija, bi pridobili 130% ve\xc4\x8d dela in hkrati manj\xc5\xa1o porabo goriva. Zato se za materiale lopatic uporablja najnaprednj\xc5\xa1e materiale: nikelj, kobalt, titan. Sodobne turbine dosegajo toplotne izkoristke do 46% odstotkov, v prihodnosti bo mogo\xc4\x8de z uporabo kerami\xc4\x8dnih materialov (cermet) dosegati tudi ve\xc4\x8dje izkoristke. Lopatice sodobnih letalskih motorjev morajo za kratek \xc4\x8das med vzletom zdr\xc5\xbeati temperate do 1833K. Hitrost vrtenja visokotla\xc4\x8dne turbine je prilagojena optimalnemu delovanju visokotla\xc4\x8dnega kompresorja, hitrost nizkotla\xc4\x8dne vrtine pa se lahko s \xc5\xa1tevilom lopatic prilagaja glede na to kaj poganjajo. Pri letalih poganjajo ventilator, kjer so mo\xc5\xbena manj\xc5\xa1a odstopanja. Za generacijo elektri\xc4\x8dnega toka na letalih pa odstopanja vrtilne hitrosti niso primerna zato se uporablja CSD (Countinous Speed Drive), ki se konstantno vrti z enako hitrosti . V primeru, ko plinske turbine direktno \xc5\xbeenejo elektri\xc4\x8dni generator pa je potrebno nadzirati vrtilno hitrost na 3600 ali 3000 obrat odvisno od \xc5\xbeelene frekvence (60 ali pa 50\xc2\xa0Hz). Pri nekaterih turbinah se lahko spremeni vrtilno hitrost samo s spreminjanjem lopatic, pri nekaterih pa je primeren reduktor._NEWLINE_Lopatice turbine so lahko impulzne, reaktivne ali pa kombinacija obeh. Pri idealni impulzni turbini se celotna energija pretvori v kineti\xc4\x8dno, ni\xc4\x8d tlaka se ne izgubi na lopaticah. \xc4\x8ce se turbina ne vrti, ni opravljenega dela, vendar je takrat sila na lopatico najve\xc4\x8dja. Ve\xc4\x8dinoma so lopatice kombinacija impulzne in reakcijske. V ameri\xc5\xa1kih motorjih se pogosto uporablja 50% reakcijska lopatica in obodu in 50% impulzna na korenu. S tem se dose\xc5\xbee enako porazdelitev mo\xc4\x8di po lopatici in bolj enakomerni izhodni tlak. Za\xc5\xbeelen je \xc4\x8dim bolj aksialen izhod plinov iz turbine. To se dose\xc5\xbee s statorji. Lopatice so po navadi dizajnirane tako, da delujejo najbolj optimalno pri kri\xc5\xbearjenju ali pa pri nazivni mo\xc4\x8di pri plinski turbini. Lopatice letalskih in aeroderivativnih motorjev so si med seboj zelo podobne, pri enogrednih industrijskih turbinah najdemo podobnost s parnimi turbinami. Lopatice vi\xc5\xa1je tla\xc4\x8dne turbine delujejo pod ve\xc4\x8djimi temperaturami in tlaki, zato morajo biti hlajene s kompresorskim zrakom. Trenutno je edini uspe\xc5\xa1en na\xc4\x8din prisilno konvekcijsko hlajenje. Vendar niso vedno lopatice visokotla\xc4\x8dne turbine kriti\xc4\x8dni element, lopatice nizkotla\xc4\x8dne turbine so dosti dalj\xc5\xa1e in se lahko odlomijo.\n_START_SECTION_\nDisk turbine\n_START_PARAGRAPH_\nDisk turbine je eden izmed najbolj obremenjenih delov turbine. Delovati mora pri visokih temperaturah in visokih vrtljajih (tudi \xc4\x8dez 60000 na minuto). Odpoved diska motorja skoraj gotovo pomeni izgubo turbine, lahko pa celo po\xc5\xa1koduje letalo. Disk mora biti stati\xc4\x8dno in dinami\xc4\x8dno uravnote\xc5\xbeen. Izdelan je iz posebne litine jekla, legiranega s kromom, nikljem in kobaltom. Po kovanju se ga pregleda z X-\xc5\xberaki, ultrazvokom in drugimi aparati. Lopatice in disk motorja so pri letalskih in aeroderivativnih turbinah precej la\xc5\xbeji od industrijskih turbin, kjer te\xc5\xbea ni tako pomembna. Lopatice se na disk pritrdi na \xc2\xbbfir tree\xc2\xab\xc2\xa0(utori v obliki obrnjene smreke) na\xc4\x8din, ki dovoli razli\xc4\x8dne stopnje raz\xc5\xa1irjanja diska in lopatic. Obstajajo tudi drugi na\xc4\x8dini pritrjevanja, vendar se le redko uporabljajo. Aksialen pomik lopatice se onemogo\xc4\x8di s kovicami, distan\xc4\x8dniki ali pa drugo stopnjo turbine. Nekatere turbine imajo na zunanjem premeru \xc2\xbbShroud\xc2\xab\xc2\xa0obro\xc4\x8d, ki zmanj\xc5\xa1uje izgube na robu. Prav tako zmanj\xc5\xa1uje vibracije in prepre\xc4\x8duje zvitje lopatice na manj\xc5\xa1i vpadni kot zaradi velikih sil. Zunanji obro\xc4\x8d doda maso, zato se mora turbina po\xc4\x8dasneje vrteti in pri manj\xc5\xa1i temperaturi. Pri turbinah, ki nimajo zunanjega obro\xc4\x8da se naredi t. i. no\xc5\xbeev rob, ki se med delovanjem obrabi ob rob povr\xc5\xa1ine in s tem zagotovi \xc4\x8dim manj\xc5\xa1o zra\xc4\x8dnost.\n_START_SECTION_\nIzpu\xc5\xa1no vodilo in \xc5\xa1oba\n_START_PARAGRAPH_\nTa del igra pomembno vlogo pri letalskem motorju, pri plinski turbini pa je pomeni dosti manj\xc5\xa1i, saj se skoraj vsa energija porabi \xc5\xbee v turbini. Pri ladjah in stacionarnih turbinah se za odvod uporabi tako imenovani Edduct Effekt za odvod izpu\xc5\xa1nih plinov v ozra\xc4\x8dje. Izpu\xc5\xa1ne \xc5\xa1obe so za pozdvo\xc4\x8dne motorje konvergentne. Te\xc5\xbenja je k \xc4\x8dim ve\xc4\x8djemu pove\xc4\x8danje kineti\xc4\x8dne energije izpu\xc5\xa1nih plinov in s tem pove\xc4\x8danjem potiska. Sekundarna vloga izpu\xc5\xa1ne \xc5\xa1obe pa je zmanj\xc5\xa1anje vrtincev v izpuhu. V \xc5\xa1obi se nahajajo tudi termopari za merjenje izpu\xc5\xa1nega tlaka in EGT. S pomo\xc4\x8djo razlike med TIT in EGT se lahko izra\xc4\x8duna mo\xc4\x8d turbine.\n_START_SECTION_\nTesnila\n_START_PARAGRAPH_\nLetalske in aeroderivativne turbine imajo skoraj identi\xc4\x8den na\xc4\x8din tesnenja in le\xc5\xbeajenja. Pri plinskih turbinah se pojavlja ve\xc4\x8dinoma radialna sila, pri letalskih pa tudi aksialna zaradi potiska. Za radialne sile se uporabi valj\xc4\x8dne in drsne le\xc5\xbeaje za aksialne pa krogli\xc4\x8dne. Le\xc5\xbeaji so mazani z razpr\xc5\xa1enim oljem ali pa tankim filmom zraka. Olje dosega tudi \xc4\x8dez 300 C zato mora biti hlajeno v toplotnem izmenjevalniku gorivo-olje. Za razliko od batnih motorjev, ki ma\xc5\xbeejo cilindre, turbina deluje povsem brez olja, razen na lopaticah. V primeru, da bi olje pu\xc5\xa1\xc4\x8dalo, bi to zelo poslab\xc5\xa1alo delovanje motorja. Ostanki olja se lahko naberejo na kompresorju in pove\xc4\x8dajo aerodinami\xc4\x8dni upor. V cirkulatornem sistem je name\xc5\xa1\xc4\x8den t. i. Chip Detector, ki zaznava majhne kovinske delce in tako obvseti pred\xc4\x8dasno o morebitni po\xc5\xa1kodbi.\n_START_SECTION_\nPrimerjava z batnimi motorji\n_START_PARAGRAPH_\nTurbinski motorji so precej la\xc5\xbeji in manj\xc5\xa1i, kot batni motorji iste mo\xc4\x8di. Razmerje mo\xc4\x8d/te\xc5\xbea dosega tudi 10 KM/kg (7,46\xc2\xa0kW/kg), za primerjavo letalski batni motor Wright R-3350 razvija 2,8 KM/kg (2.09\xc2\xa0kW/kg). Ekstremen primer je turbo\xc4\x8drpalka raketnega motorja RS-24 (Space Shuttle), ki razvija celo 138\xc2\xa0kW/kg._NEWLINE_Turbinski motorji so bolj zanesljivi kot letalski batni motorji, zato se uporabljajo na skoraj vseh potni\xc5\xa1kih letalih in helikopterjih. Odpovedi sodobnih turboventilatorskih so nekje 1 odpoved na ve\xc4\x8d sto tiso\xc4\x8d ur delovanja._NEWLINE_Slabost turbinskih motorjev je, da je izkoristek zelo slab pri manj\xc5\xa1ih mo\xc4\x8deh (npr 45%), pri batnih je izkoristek bolj konstanten tudi pri manj\xc5\xa1ih mo\xc4\x8deh. Turbinski motorji tudi po\xc4\x8dasneje pospe\xc5\xa1ujejo zaradi velike inercialne energije rotirajo\xc4\x8dih delov, pri turboventilatorskih motorjih traja pospe\xc5\xa1evanje do najve\xc4\x8dje mo\xc4\x8di do 8 sekund._NEWLINE_Batni motorji imajo (predvsem dizelski) ve\xc4\x8dji izkoristek, ki je po navadi 30-40%, najve\xc4\x8d 54% pri MAN dvotaktnem dizelskem motorji. Aeroderivativna plinska turbina LMS100 razvije okrog 46% v najbolj\xc5\xa1em primeru, druge turbine precej manj.\n_START_SECTION_\nEmisije\n_START_PARAGRAPH_\nGlavni osna\xc5\xbeevlaci poleg ogljikovega dioksida so du\xc5\xa1ikovi dioksidi (NOx), ogljikov monoksid (CO), nezgoreli ogljikovodiki (UHC), \xc5\xbeveplovi oksidi (SOx). Slednjih je sicer manj, vendar se lahko skoncentrirajo okoli stacionarnih plinskih turbin. Du\xc5\xa1ikovi oksidi lahko reagirajo s son\xc4\x8dno in povzro\xc4\x8dajo smog in kisli de\xc5\xbe.  Du\xc5\xa1ikovi oksidi tudi povzro\xc4\x8dajo izgubo ozona na velikih vi\xc5\xa1inah._NEWLINE_Pri letalskih motorjih se pri po\xc4\x8dasnem taksiranju in \xc4\x8dakanju v vrsti najve\xc4\x8d pojavljajo neizgoreli ogljikovodiki, ker zaradi majhnih vrtljajev ni optimalnega zgorevanja. V drugih fazah leta, pa je kriti\xc4\x8dni polutant NOx. Na letalskih motorjih je precej te\xc5\xbeje zni\xc5\xbeati emisije du\xc5\xa1ikovih oksidov (NO\xe2\x82\x93), kot pri plinskih turbinah. V nekaterih primerih se pri zni\xc5\xbeanju NOx lahko pove\xc4\x8dajo emisije UHC in CO. NOx se sicer pove\xc4\x8duje eksponentno s temperaturo, z zvi\xc5\xa1anjem temperaturo iz 1800K na 1900K podvojimo emisije NOx. Novej\xc5\xa1e zgorevalne komore, kot so npr. TAPS pri motorju GENX in podobna zgorevalna komora pri Trentu XWB napovedujejo dosti manj\xc5\xa1e emisije. To naj bi dosegli z bolj uniformno porazdelitvijo temperature in bolj\xc5\xa1o konturo zgorevalne komore. Pri stacionarnih in ladijskih turbinah pa lahko dose\xc5\xbeemo zmanj\xc5\xa1anje emisij na dva na\xc4\x8dina: z uporabo vodne pare (WLE), \xc4\x8de pa vode ni na voljo pa z uporabo tehnologije DLE-2 (Dry Low Emissons 2). Slednja pride v po\xc5\xa1tev v pu\xc5\xa1\xc4\x8davah ali pa na ladjah, kjer ni demineralizirane vode. Oba na\xc4\x8dina zni\xc5\xbeata emisije do 25 ppm, kar je dosti manj kot pri letalih. Pri plinskih turbinah se lahko uporablja tudi katalizator SCR (Selective Catalytic Reduction), vendar je dra\xc5\xbeji in se uporablja samo, \xc4\x8de je gorivo naravni plin.'