গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

গ্যাস টারবাইন দক্ষতার সূত্র

টারবাইন হচ্ছে এমন মেশিন যা যেকোন তরলের গতিশক্তি ব্যবহার করে এবং এটিকে অন্য ধরনের শক্তিতে রূপান্তরিত করতে সাহায্য করে (বেশিরভাগ বৈদ্যুতিক)।

যেসব টারবাইন গ্যাসকে কার্যকরী তরল হিসেবে ব্যবহার করে তাদের গ্যাস টারবাইন বলে। গ্যাস টারবাইন সাধারণত কাজ করে ব্রেটন চক্র পছন্দসই আউটপুট অর্জন করতে।

একটি আদর্শ ব্রেটন চক্রের জন্য (নিচের চিত্রে দেখানো হয়েছে), দক্ষতা গণনা করা হয়-

গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
ছবি: গ্যাস টারবাইন চক্র (প্রক্রিয়া 3-4 (গুলি) টারবাইন প্রতিনিধিত্ব করে)
গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

যেখানে, h এনথ্যাল্পির প্রতিনিধিত্ব করে এবং সাবস্ক্রিপ্ট ব্রেটন চক্রের রাজ্যের প্রতিনিধিত্ব করে।

টারবাইন দক্ষতা দেওয়া হয়-

গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

কোথায়,
সাবস্ক্রিপ্ট গুলি প্রকৃত অবস্থা নির্দেশ করে।

গ্যাস টারবাইন দক্ষতা বক্ররেখা

গ্যাস টারবাইন চক্রের দক্ষতা দ্রুত বৃদ্ধি পায় যতক্ষণ না চাপ অনুপাতের একটি সর্বোত্তম মান পৌঁছায়, তারপরে দক্ষতার মধ্যে কোন উল্লেখযোগ্য পরিবর্তন নেই। যেসব বিষয়ের উপর গ্যাস টারবাইনের দক্ষতা নির্ভর করে তা হল খাঁড়ি তাপমাত্রা, চাপ অনুপাত এবং কার্যকরী তরলের নির্দিষ্ট তাপ অনুপাত।

অন্যদিকে গ্যাস টারবাইন দক্ষতা বক্ররেখা ধীরে ধীরে বৃদ্ধি পায়। উচ্চ খাঁড়ি তাপমাত্রার সাথে, গ্যাস টারবাইনের দক্ষতা বৃদ্ধি পায়। নিচের গ্রাফটি ইনলেট তাপমাত্রা এবং টারবাইন দক্ষতার মধ্যে সম্পর্ক দেখায়-

গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
ছবি: গ্যাস টারবাইন দক্ষতা বনাম ইনলেট তাপমাত্রা

হাইড্রোজেন গ্যাস টারবাইন দক্ষতা

পরিবেশগত উদ্বেগের কারণে হাইড্রোজেন টারবাইনের প্রয়োজন দেখা দেয়। জ্বালানি হিসেবে হাইড্রোজেন খুবই পরিবেশবান্ধব। এই টারবাইন CO2 নির্গমন কমায়।

হাইড্রোজেন কাজ করা তরলের সাথে মিশে যায় এবং হাইড্রোজেন-জ্বালানী মিশ্রণের এই সংমিশ্রণটি কেবল জ্বালানী ব্যবহারের চেয়ে আরও ভাল দক্ষতা দেয়। বিপুল পরিমাণে হাইড্রোজেন ব্যবহার করা তার সংরক্ষণের কারণে একটি সমস্যা। হাইড্রোজেন জ্বালানির নিরাপদ পরিবহন এবং সঞ্চয়ের জন্য সরকার এবং বেসরকারি সংস্থাগুলি একটি উপায় বের করছে।

কিভাবে গ্যাস টারবাইন দক্ষতা গণনা করা যায়

যান্ত্রিক ক্ষতি মেশিনের কর্মক্ষমতা নির্দিষ্ট ড্রপ বাড়ে। থার্মোডাইনামিক্সের দ্বিতীয় আইন অনুসারে, কোন মেশিন 100% দক্ষতা দিতে পারে না।

গ্যাস টারবাইনের দক্ষতা নিম্নলিখিত ধাপগুলি ব্যবহার করে গণনা করা যেতে পারে-

  1. গ্যাস টারবাইন চক্রের সমস্ত পয়েন্টে এনথালপি গণনা করুন।
  2. সূত্র ব্যবহার করে টারবাইন দ্বারা করা প্রকৃত কাজ গণনা করুন-

    কাজ সম্পন্ন = h4-h3
  3. যান্ত্রিক ক্ষতির পরে এনথ্যালপির প্রকৃত মান ব্যবহার করে টারবাইন দ্বারা করা প্রকৃত কাজ গণনা করুন।
  4. সম্পর্ক ব্যবহার করে দক্ষতা গণনা করুন-
গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

খোলা চক্র গ্যাস টারবাইন দক্ষতা

একটি খোলা চক্র এমন একটি চক্র যেখানে কার্যকারী তরলটি তার প্রাথমিক অবস্থায় ফিরিয়ে আনা হয় না। বরং তা ডুবে ফেলে দেওয়া হয়। এই ধরনের চক্রের দক্ষতার সূত্র পরিবর্তন হয় না কিন্তু তাপমাত্রা এবং চাপের ভেরিয়েবলের মান পরিবর্তনের কারণে মান পরিবর্তিত হয়।

গ্যাস টারবাইন খোলা চক্রের একটি উদাহরণ নিচে দেখানো হয়েছে-

গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
ছবি: ওপেন সাইকেল গ্যাস টারবাইন

প্রশ্ন অনুশীলন করুন

কি গ্যাস টারবাইন দক্ষতা প্রভাবিত করে?

গ্যাস টারবাইন দক্ষতা প্রধানত তিনটি বিষয়ের উপর নির্ভর করে-

  • খাঁড়ি তাপমাত্রা-
    টারবাইনের ইনলেট তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে এর কার্যকারিতা বৃদ্ধি পায়। যা যোগ করে, সিঙ্কের তাপমাত্রা হ্রাস করা গ্যাস টারবাইনের দক্ষতাও বৃদ্ধি করে তবে এটি কেবল পরিবেষ্টিত অবস্থার মধ্যে হ্রাস করা যেতে পারে যাতে এটি দক্ষতার উপর খুব বেশি প্রভাব ফেলে না।
  • চাপ অনুপাত-
    চাপ অনুপাত P2/P1 একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য যা গ্যাস টারবাইনের দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।
  • নির্দিষ্ট তাপ অনুপাত-
    আদর্শ গ্যাসের জন্য নির্দিষ্ট তাপ অনুপাত প্রায় 1.4, বাস্তব গ্যাসের মান 1.2-1.3 এর কাছাকাছি। একটি ভাল কার্যকরী তরলের নির্দিষ্ট তাপ অনুপাতের মানটি ইসেন্ট্রপিক মানের কাছাকাছি থাকা উচিত যা 1.4।

গ্যাস টারবাইনগুলির দক্ষতা কম কেন?

গ্যাস টারবাইনগুলি ধ্রুব ভলিউম চক্রগুলিতে কাজ করে। যেহেতু গ্যাসগুলির ঘনত্ব কম, সেগুলিকে সংকুচিত করার জন্য অতিরিক্ত কাজ প্রয়োজন তাই সংকোচকের কাজ বাড়ছে।

দক্ষতার সূত্র দেওয়া হয়েছে দক্ষতা = কাজ সম্পন্ন/তাপ যোগ করা

সংকোচকারী দ্বারা সম্পন্ন কাজ বাড়ার সাথে সাথে, নিট কাজ হ্রাস পায় তাই সামগ্রিক দক্ষতা হ্রাস পায়। গ্যাস টারবাইনগুলির দক্ষতা বিভিন্ন উপায়ে বৃদ্ধি করা যেতে পারে। গ্যাস টারবাইনের কার্যকারিতা উন্নত করার সবচেয়ে সাধারণ উপায় হল পুনর্জন্মমূলক শীতলকরণ, ইন্টারকুলিং, পুনরায় গরম করা।

কিভাবে গ্যাস টারবাইনের দক্ষতা বাড়ানো যায়?

গ্যাস টারবাইনের দক্ষতা বাড়ানোর অনেকগুলি উপায় রয়েছে। যে উপাদানগুলি সরাসরি দক্ষতাকে প্রভাবিত করে তা হল তাপমাত্রা, চাপ অনুপাত এবং নির্দিষ্ট অনুপাত। এই মানগুলি পরিবর্তন করা সরাসরি দক্ষতাকে প্রভাবিত করতে পারে।

 অতএব, দক্ষতা বৃদ্ধির প্রস্তাবিত উপায়গুলির মধ্যে রয়েছে এই মানগুলি পরিবর্তন করা। গ্যাস টারবাইনের দক্ষতা বৃদ্ধির জন্য ব্যবহৃত বিভিন্ন পদ্ধতি হল-

  • পুনর্জন্ম-

    এই পদ্ধতিতে, নিষ্কাশন গ্যাস 2 বিন্দুতে কার্যকরী তরল গরম করার জন্য ব্যবহৃত হয়। এর ফলে নিষ্কাশন গ্যাসের তাপমাত্রা হ্রাস পায় এবং দক্ষতা বৃদ্ধি পায়। পুনর্জন্ম গ্যাস টারবাইন চক্র এবং দক্ষতা সূত্রের চিত্র নীচে দেওয়া হল-
গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
চিত্র: পুনর্জন্ম গ্যাস টারবাইন চক্র
  • ইন্টারকুলিং-
    এই পদ্ধতিতে, বায়ু দুটি পর্যায়ে সংকুচিত করে কম্প্রেসারের কাজ হ্রাস পায়। দ্বিতীয় কম্প্রেসারে যাওয়ার আগে বাতাস ঠান্ডা হয়ে যায়। দুই স্তরের মধ্যে বায়ুর এই শীতলকরণকে বলা হয় ইন্টারকুলিং। কম্প্রেসারের কাজ হ্রাস করা সরাসরি দক্ষতা বৃদ্ধির সাথে যুক্ত।
  • পুনরায় গরম করা-
    এই পদ্ধতিতে একটির পরিবর্তে দুটি টারবাইন ব্যবহার করা হয়। একটি টারবাইন কাজ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয় এবং অন্য টারবাইন কম্প্রেসার চালায়। এই প্রক্রিয়ায় আরও তাপ যোগ করা হয়। কমপ্রেসারের কাজ হ্রাস এবং উচ্চ খাঁড়ি তাপমাত্রার কারণে, দক্ষতা বৃদ্ধি পায়। পুনরায় গরম করা গ্যাস টারবাইন চক্রের চিত্র নীচে দেখানো হয়েছে-
গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী
ছবি: গ্যাস টারবাইন চক্র পুনরায় গরম করুন
  • পুনরায় গরম করা, ইন্টারকুলিং এবং পুনর্জন্ম মিলিত-
    এই পদ্ধতিতে, তিনটি পদ্ধতিই একত্রিত হয়। সেট আপ খরচ বেড়ে যেতে পারে কিন্তু উপরের তিনটি পদ্ধতির সমন্বয়ে সামগ্রিক দক্ষতা বৃদ্ধি পায়।

সম্মিলিত গ্যাস টারবাইন চক্র দক্ষতা

কম্বাইন্ড গ্যাস টারবাইন চক্র একাধিক আউটপুট প্রদানের জন্য একসঙ্গে কাজ করা একাধিক গ্যাস টারবাইন ব্যবহার করে।

একক গ্যাস টারবাইন চক্র থেকে নিষ্কাশন এখনও যথেষ্ট গরম যে এটি অন্য একটি চক্র চালাতে পারে। সাধারণত প্রথম ইঞ্জিনের নিষ্কাশন এবং দ্বিতীয় ইঞ্জিনের প্রবেশের মধ্যে একটি হিট এক্সচেঞ্জার ব্যবহার করা হয় যাতে বিভিন্ন কাজের তরল ব্যবহার করা যায়। দ্বিতীয় চক্রের আউটপুট প্রথম চক্রের তুলনায় কম কিন্তু সম্মিলিত গ্যাস টারবাইন চক্রের সামগ্রিক দক্ষতা বৃদ্ধি পায়।

প্রথম চক্রকে টপিং চক্র বলা হয় এবং অধিক দক্ষতা উৎপন্ন করে। পরবর্তী চক্রটিকে বটমিং চক্র বলা হয় এবং এতে বিভিন্ন জ্বালানী থাকতে পারে (প্রথম চক্রের নিষ্কাশন তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে) এবং প্রথমটির চেয়ে কম দক্ষতা তৈরি করে। সামগ্রিকভাবে মিলিত চক্র 50% বেশি দক্ষতা তৈরি করতে পারে।

সম্মিলিত গ্যাস টারবাইন চক্রের সামগ্রিক দক্ষতা গণনার সূত্র নিচে দেওয়া হল

গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী

অভিষেক সম্পর্কে

গ্যাস টারবাইন দক্ষতা: সম্পূর্ণ অন্তর্দৃষ্টি এবং প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলীআমি, অভিষেক খাম্বাটা, মেকানিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ে Btech করেছি। আমার ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের চার বছর ধরে, আমি মনুষ্যবিহীন বিমান যানবাহন ডিজাইন এবং উড়িয়েছি। আমার ফোর্ট হল ফ্লুইড মেকানিক্স এবং থার্মাল ইঞ্জিনিয়ারিং। আমার চতুর্থ বছরের প্রকল্পটি ছিল সৌর প্রযুক্তি ব্যবহার করে চালিত মানববিহীন যানবাহনের কর্মক্ষমতা বৃদ্ধির উপর ভিত্তি করে। আমি সমমনা মানুষের সাথে সংযোগ করতে চাই।

en English
X