গ্যাস টারবাইন বনাম স্টিম টারবাইন
টারবাইন হল এক শ্রেণীর টার্বো যন্ত্রপাতি যা রটার মেকানিজম ব্যবহার করে প্রবাহিত তরলে শক্তিকে যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তর করতে ব্যবহৃত হয়। টারবাইনগুলি, সাধারণভাবে, তরলের তাপ বা গতিশক্তিকে কাজে রূপান্তর করে। গ্যাস টারবাইন এবং স্টিম টারবাইন হল থার্মাল টার্বো যন্ত্রপাতি, যেখানে কাজ করা তরলের এনথালপি পরিবর্তন থেকে কাজ করা হয়; অর্থাৎ চাপের আকারে তরলের সম্ভাব্য শক্তি যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত হয়।
তরল প্রবাহের দিকের উপর ভিত্তি করে টারবাইনগুলিকে অক্ষীয় প্রবাহ টারবাইন এবং রেডিয়াল প্রবাহ টারবাইনে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়।প্রযুক্তিগতভাবে একটি টারবাইন হল একটি প্রসারক, যা চাপ হ্রাসের মাধ্যমে যান্ত্রিক কাজের আউটপুট সরবরাহ করে, যা কম্প্রেসারের বিপরীত অপারেশন। এই নিবন্ধটি অক্ষীয় প্রবাহ টারবাইনের প্রকারের উপর ফোকাস করে, যা অনেক ইঞ্জিনিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশনে বেশি দেখা যায়।
একটি অক্ষীয় প্রবাহ টারবাইনের মৌলিক কাঠামোটি এমনভাবে ডিজাইন করা হয়েছে যাতে শক্তি আহরণের সময় একটি তরল প্রবাহ অব্যাহত থাকে। তাপীয় টারবাইনগুলিতে, উচ্চ তাপমাত্রায় এবং চাপে কার্যকরী তরলটি শ্যাফ্টের সাথে সংযুক্ত একটি ঘূর্ণায়মান ডিস্কে বসানো কোণীয় ব্লেড সমন্বিত রোটরগুলির একটি সিরিজের মাধ্যমে নির্দেশিত হয়। প্রতিটি রটার ডিস্কের মধ্যে স্থির ব্লেড লাগানো থাকে, যেগুলো অগ্রভাগ হিসেবে কাজ করে এবং তরল প্রবাহের নির্দেশক হিসেবে কাজ করে।
স্টিম টারবাইন সম্পর্কে আরও
যদিও যান্ত্রিক কাজ করার জন্য বাষ্প ব্যবহারের ধারণাটি দীর্ঘদিন ধরে ব্যবহৃত হয়েছিল, আধুনিক বাষ্প টারবাইনটি 1884 সালে ইংরেজ প্রকৌশলী স্যার চার্লস পার্সন দ্বারা ডিজাইন করা হয়েছিল।
বাষ্প টারবাইন একটি বয়লার থেকে চাপযুক্ত বাষ্পকে কার্যকরী তরল হিসাবে ব্যবহার করে।টারবাইনে প্রবেশ করা সুপারহিটেড বাষ্প তার চাপ (এনথালপি) হারায় যা রটারগুলির ব্লেডের মধ্য দিয়ে চলতে থাকে এবং রোটরগুলি শ্যাফ্টকে সরিয়ে দেয় যার সাথে তারা সংযুক্ত থাকে। বাষ্প টারবাইন একটি মসৃণ, ধ্রুবক হারে শক্তি সরবরাহ করে এবং একটি স্টিম টারবাইনের তাপীয় দক্ষতা একটি পারস্পরিক ইঞ্জিনের চেয়ে বেশি। উচ্চ RPM অবস্থায় বাষ্প টারবাইনের অপারেশন সর্বোত্তম।
কঠোরভাবে, টারবাইন বিদ্যুৎ উৎপাদনের জন্য ব্যবহৃত চক্রাকার অপারেশনের একটি একক উপাদান, যা আদর্শভাবে র্যাঙ্কাইন চক্র দ্বারা তৈরি করা হয়। বয়লার, হিট এক্সচেঞ্জার, পাম্প এবং কনডেনসারগুলিও অপারেশনের উপাদান কিন্তু টারবাইনের অংশ নয়৷
আধুনিক দিনে, বাষ্প টারবাইনগুলির প্রাথমিক ব্যবহার বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদনের জন্য, কিন্তু 20 শতকের গোড়ার দিকে বাষ্প টারবাইনগুলি জাহাজ এবং লোকোমোটিভ ইঞ্জিনগুলির পাওয়ার প্লান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হত। একটি ব্যতিক্রম হিসাবে, কিছু সামুদ্রিক প্রপালশন সিস্টেম যেখানে ডিজেল ইঞ্জিনগুলি অব্যবহার্য, যেমন বিমানবাহী বাহক এবং সাবমেরিনগুলিতে, বাষ্প ইঞ্জিনগুলি এখনও ব্যবহৃত হয়।
গ্যাস টারবাইন সম্পর্কে আরও
গ্যাস টারবাইন ইঞ্জিন বা সাধারণভাবে একটি গ্যাস টারবাইন হল একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিন, বায়ুর মতো গ্যাসকে কার্যকারী তরল হিসাবে ব্যবহার করে। গ্যাস টারবাইনের ক্রিয়াকলাপের থার্মোডাইনামিক দিকটি আদর্শভাবে ব্রেটন চক্র দ্বারা তৈরি করা হয়েছে৷
গ্যাস টারবাইন ইঞ্জিন, স্টিম টারবাইনের বিপরীতে, বিভিন্ন মূল উপাদান নিয়ে গঠিত; সেগুলি হল কম্প্রেসার, দহন চেম্বার এবং টারবাইন, যা একটি ঘূর্ণায়মান শ্যাফট বরাবর একত্রিত হয়, যা একটি অভ্যন্তরীণ দহন ইঞ্জিনের বিভিন্ন কাজ সম্পাদন করে। খাঁড়ি থেকে গ্যাস গ্রহণ প্রথমে একটি অক্ষীয় সংকোচকারী ব্যবহার করে সংকুচিত হয়; যা একটি সাধারণ টারবাইনের ঠিক বিপরীত কাজ করে। চাপযুক্ত গ্যাসটি তখন একটি ডিফিউজার (একটি অপসারণ অগ্রভাগ) পর্যায়ের মাধ্যমে পরিচালিত হয়, যেখানে গ্যাসটি তার বেগ হারায়, কিন্তু তাপমাত্রা এবং চাপকে আরও বাড়িয়ে দেয়।
পরবর্তী পর্যায়ে, গ্যাস দহন চেম্বারে প্রবেশ করে যেখানে একটি জ্বালানী গ্যাসের সাথে মিশ্রিত হয় এবং প্রজ্বলিত হয়। জ্বলনের ফলস্বরূপ, গ্যাসের তাপমাত্রা এবং চাপ অবিশ্বাস্যভাবে উচ্চ স্তরে বৃদ্ধি পায়।এই গ্যাসটি তারপর টারবাইন বিভাগের মধ্য দিয়ে যায় এবং এর মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় শ্যাফ্টে ঘূর্ণন গতি উৎপন্ন করে। একটি গড় আকারের গ্যাস টারবাইন 10,000 RPM পর্যন্ত শ্যাফ্ট ঘূর্ণন হার উত্পাদন করে, যখন ছোট টারবাইনগুলি 5 গুণ বেশি উত্পাদন করতে পারে৷
গ্যাস টারবাইনগুলি টর্ক (ঘূর্ণায়মান শ্যাফ্ট দ্বারা), থ্রাস্ট (উচ্চ গতির গ্যাস নিষ্কাশন দ্বারা) বা উভয়ই একত্রিত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। প্রথম ক্ষেত্রে, বাষ্প টারবাইনের মতো, শ্যাফ্ট দ্বারা সরবরাহ করা যান্ত্রিক কাজ উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ গ্যাসের এনথালপি (চাপ) এর রূপান্তর মাত্র। খাদ কাজের অংশ একটি অভ্যন্তরীণ প্রক্রিয়া মাধ্যমে কম্প্রেসার ড্রাইভ ব্যবহার করা হয়. গ্যাস টারবাইনের এই রূপটি প্রধানত বৈদ্যুতিক শক্তি উৎপাদনের জন্য এবং ট্যাঙ্ক এবং এমনকি গাড়ির মতো যানবাহনের জন্য পাওয়ার প্ল্যান্ট হিসাবে ব্যবহৃত হয়। ইউএস এম1 আব্রামস ট্যাঙ্কটি পাওয়ার প্ল্যান্ট হিসাবে একটি গ্যাস টারবাইন ইঞ্জিন ব্যবহার করে৷
দ্বিতীয় ক্ষেত্রে, উচ্চ চাপের গ্যাস একটি অভিসারী অগ্রভাগের মাধ্যমে বেগ বাড়ানোর জন্য নির্দেশিত হয় এবং নিষ্কাশন গ্যাস দ্বারা থ্রাস্ট উৎপন্ন হয়।এই ধরনের গ্যাস টারবাইনকে প্রায়ই জেট ইঞ্জিন বা টার্বোজেট ইঞ্জিন বলা হয়, যা সামরিক যুদ্ধবিমানকে শক্তি দেয়। টার্বোফ্যান উপরের একটি উন্নত রূপ, এবং থ্রাস্ট এবং ওয়ার্ক জেনারেশন উভয়ের সমন্বয় টার্বোপ্রপ ইঞ্জিনে ব্যবহৃত হয়, যেখানে শ্যাফ্ট ওয়ার্ক একটি প্রপেলার চালানোর জন্য ব্যবহৃত হয়।
নির্দিষ্ট কাজের জন্য ডিজাইন করা গ্যাস টারবাইনের অনেক রূপ রয়েছে। তাদের উচ্চ ক্ষমতা থেকে ওজন অনুপাত, কম কম্পন, উচ্চ অপারেশন গতি এবং নির্ভরযোগ্যতার কারণে অন্যান্য ইঞ্জিনের (প্রধানত আদান-প্রদানকারী ইঞ্জিন) থেকে তাদের পছন্দ করা হয়। বর্জ্য তাপ প্রায় সম্পূর্ণরূপে নিষ্কাশন হিসাবে dissipated হয়. বৈদ্যুতিক বিদ্যুৎ উৎপাদনে, এই বর্জ্য তাপ শক্তি একটি বাষ্প টারবাইন চালানোর জন্য জল ফুটাতে ব্যবহৃত হয়। প্রক্রিয়াটি সম্মিলিত চক্র বিদ্যুৎ উৎপাদন নামে পরিচিত।
স্টিম টারবাইন এবং গ্যাস টারবাইনের মধ্যে পার্থক্য কী?
• স্টিম টারবাইন উচ্চ চাপের বাষ্পকে কার্যকরী তরল হিসাবে ব্যবহার করে, যখন গ্যাস টারবাইন বায়ু বা অন্য কিছু গ্যাসকে কার্যকরী তরল হিসাবে ব্যবহার করে।
• স্টিম টারবাইন মূলত কাজের আউটপুট হিসাবে টর্ক সরবরাহকারী একটি সম্প্রসারণকারী, যখন একটি গ্যাস টারবাইন হল কম্প্রেসার, দহন চেম্বার এবং টারবাইনের একটি সম্মিলিত যন্ত্র যা টর্ক বা থ্রাস্ট হিসাবে কাজ প্রদানের জন্য একটি চক্রীয় অপারেশন চালায়।
• স্টিম টারবাইন শুধুমাত্র একটি উপাদান যা র্যাঙ্কাইন চক্রের এক ধাপ চালায়, যখন গ্যাস টারবাইন ইঞ্জিন পুরো ব্রেটন চক্রকে চালায়।
• গ্যাস টারবাইনগুলি কাজের আউটপুট হিসাবে টর্ক বা থ্রাস্ট সরবরাহ করতে পারে, যখন বাষ্প টারবাইনগুলি প্রায় সব সময় কাজের আউটপুট হিসাবে টর্ক সরবরাহ করে৷
• গ্যাস টারবাইনের উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রার কারণে গ্যাস টারবাইনের কার্যক্ষমতা স্টিম টারবাইনের চেয়ে অনেক বেশি। (গ্যাস টারবাইন ~1500 0C এবং বাষ্প টারবাইন ~550 0C)
• গ্যাস টারবাইনের জন্য প্রয়োজনীয় স্থান স্টিম টারবাইন অপারেশনের তুলনায় অনেক কম, কারণ স্টিম টারবাইনের জন্য বয়লার এবং হিট এক্সচেঞ্জার প্রয়োজন, যা তাপ যোগ করার জন্য বাহ্যিকভাবে সংযুক্ত করা উচিত।
• গ্যাস টারবাইনগুলি আরও বহুমুখী, কারণ অনেক জ্বালানি ব্যবহার করা যেতে পারে এবং কার্যকরী তরল, যা ক্রমাগত খাওয়াতে হয়, সর্বত্র (বাতাস) সহজেই পাওয়া যায়। অন্যদিকে, স্টিম টারবাইনগুলি অপারেশনের জন্য প্রচুর পরিমাণে জলের প্রয়োজন হয় এবং আইসিংয়ের কারণে নিম্ন তাপমাত্রায় সমস্যা সৃষ্টি করে৷
