Techniklexikon

Gasturbine

Wärmekraftmaschine, die ihre Leistung entweder als Drehmoment über eine Welle oder ! über einen Schubstrahl (Strahlturbine für Flugzeuge) abgibt. G. sind (im Gegensatz zu Raketen) sog. luftatmende Triebwerke. Entsprechend ihrem prinzipiellen Aufbau wird atmosphärische Luft angesaugt, von einem oder mehreren Verdichtern komprimiert und in eine oder mehrere Brennkammern weitergeleitet. Dort verbrennt kontinuierlich eingespritzter Kraftstoff. Der dabei entstehende große und energiereiche Abgasstrom treibt eine oder mehrere Turbinen, die durch eine oder entsprechend mehrere gemeinsame Wellen mit dem Verdichterteil gekoppelt sind, der auf diese Weise von wenigstens einer Turbine angetrieben wird. Bei Wellentriebwerken wird die verfügbare Leistung über Getriebe und Wellen etwa einem elektrischen Generator oder einer Luftschraube (TurbopropAntrieb) zugeführt, beim Strahltriebwerk (Jet) steht sie als Schubstrahl, der durch die sog. Schubdüse ausgestoßen wird, zur Verfügung. In der Fahrzeugtechnik: Strömungs-Wärmekraftma-schine. Als Fahrzeugturbine besteht sie aus dem Gaserzeugersatz (Kompressor, Brennkammer, Kompressorturbine) und der Nutzleistungsturbine. Eine solche Zweiwellenturbine hat einen vorteilhaften Drehmomentverlauf. Das Brennstoff-Luft-Gemisch wird in der Brennkammer verbrannt, in die der Brennstoff eingespritzt und die Luft vom Kompressor zugeführt wird. Die Kompressorturbine entnimmt den Brenngasen nur soviel Energie, wie zum Antrieb des Kompressors nötig ist. Der Rest des Gefälles wird in der Nutzleistungsturbine verarbeitet, die über ein Getriebe auf die Hinterräder wirkt. Die Kompressorturbine arbeitet als Hochdruck- und die Nutzleistungsturbine als Niederdruckturbine. Beim Start wird der Kompressor von einem Anlaßmotor angetrieben, bis die Kompressorturbine den Antrieb übernimmt. In der Brennkammer wird die Zündung durch die Zündhilfe (Zündkerze) eingeleitet. Zur Erhöhung des Wirkungsgrades werden den G. Wärmetauscher nachgeschaltet. Thermodynamik und statistische Physik, Turbinentyp, in dem hocherhitzte Gase zum Antrieb eines Turbinenlaufrades verwendet werden, in ähnlicher Weise wie Dampf in der Dampfturbine. Man unterscheidet:

1) Gasturbinenprozesse mit offenem Kreislauf, wo verdichtete Luft durch Einspritzen von Brennstoff in einer Brennkammer durch innere Wärmezufuhr erhitzt wird und nach Wärmeabgabe in einem Wärmeaustauscher ins Freie entweicht.

2) Gasturbinenprozesse mit geschlossenem Kreislauf, bei denen immer dasselbe Arbeitsgas umläuft. Diesem wird vor der Gasturbine über Heizflächen Wärme zugeführt (äussere Wärmezufuhr). Hinter der Gasturbine wird, ebenfalls mittelbar durch Wärmeaustauscher und Kühler, Wärme entzogen.

Ausserdem gibt es Gasturbinenprozesse mit halboffenem Kreislauf. Ein Vorteil der Gasturbine gegenüber der Dampfturbine ist der Wegfall des Dampfkessels, wodurch ein einfacherer und billigerer Betrieb möglich ist. Nachteilig ist die hohe Betriebstemperatur (> 1000 °C), die zur Erzielung eines ausreichenden Wirkungsgrades erforderlich ist.