La differenza tra turbina a gas e motore diesel: i motori diesel e le turbine a gas sono entrambi classificati come motori a combustione interna. I motori diesel sono la ben nota forza motrice, comunemente usato intorno a noi, e motori a turbina a gas non può essere familiare a noi. In questo articolo, discuteremo due tipi di motori di generazione e le loro differenze.
In generale, la massa complessiva installata delle turbine a gas è inferiore. Questo ha un vantaggio rispetto ai motori diesel per la spedizione e l’installazione in regioni distanti. Turbine a gas e motori diesel sono prodotti importanti da utilizzare in applicazioni industriali. Turbine a gas e motori diesel sono forniti da diversi fornitori e aziende, diversi produttori, e un sacco di distributori e ci sono molti di loro in vendita.
Turbina a gas
La turbina a gas come principale produttore di energia è nata poco prima della fine del XX secolo e viene continuamente migliorata per fornire comunità energetiche affidabili in tutto il mondo oggi. In tutti i moderni motori a turbina a gas, il motore produce il proprio gas pressurizzato, e lo fa bruciando qualcosa come propano, gas naturale o carburante per aerei. Il calore che deriva dalla combustione del carburante espande l’aria, e la corsa ad alta velocità di questa aria calda gira la turbina. Varianti di turbine a gas sono stati utilizzati da Leonardo Da Vinci, Nikola Tesla, e Sir Charles Parsons, e sono entrati in uso comune in molti campi oggi. Queste turbine sono utilizzate per creare spinta per motori a reazione, per la creazione di potenza di massa, o in navi, locomotive, elicotteri e carri armati. Un piccolo numero di auto, autobus e moto utilizzano anche turbine a gas.
Diesel Engine
Dal 1897 che Rudolf Diesel ha costruito il suo primo prototipo noto del motore ad alta compressione, il motore diesel si è evoluto in una delle forme più capaci e affidabili al mondo di generazione di energia. Nei motori diesel, la combustione interna provoca l’espansione di gas ad alta temperatura e ad alta pressione, che a loro volta muovono i pistoni, trasformando l’energia chimica in energia meccanica. Oggi, sono ampiamente utilizzati nella Marina, che serve come unità di propulsione per piccole barche, navi, veicoli terrestri. I motori diesel sono utilizzati anche come attrezzature per l’edilizia e l’agricoltura e motori principali in macchinari ausiliari, come generatori diesel di emergenza, pompe e compressori e innumerevoli applicazioni industriali.
Turbina a gas VS motore diesel
Entrambi questi motori sono motori termici, ad esempio, funzionano prendendo calore come input. Qui sottolineeremo la differenza tra la turbina a gas e il motore diesel. Diversi fattori svolgono un ruolo essenziale nella scelta del motore migliore per la tua applicazione. Qui confrontiamo alcuni attributi tra questi due.
Componenti
Nella turbina a gas, il compressore, la camera di combustione e la turbina di potenza sono componenti importanti.
Nel motore diesel, pistoni, bielle, alberi motore, cilindro, valvola di scarico, camera di combustione, e cuscinetti tappi sono componenti importanti.
Longevità
La turbina a gas dura circa 20 anni o più.
Il motore diesel dura 30 anni o più.
Costi di manutenzione
La turbina a gas richiede maggiori costi di manutenzione.
La turbina a vapore richiede meno costi di manutenzione.
Combustibile
La turbina a gas può utilizzare molti tipi di gas infiammabili e liquidi come combustibile. Ad esempio, benzina, olio leggero, cherosene, alcool, gas naturale e idrogeno. I carburanti rigenerativi come l’alcool e il metano hanno ultimamente attirato una notevole attenzione e la turbina a gas è adatta a loro.
Il tipo più comune di carburante per motori diesel è un distillato frazionario specifico di olio combustibile di petrolio, ma alternative che non sono derivati dal petrolio, come il biodiesel, biomassa a liquido (BTL), o gas a liquido (GTL), sono sempre più in fase di sviluppo e adozione.
Efficienza
Una semplice turbina a gas a ciclo può ottenere efficienze comprese tra il 20 e il 35%.
Il motore diesel ha un’efficienza fino al 41 per cento, ma più in genere il 30 per cento.
Partenza
L’avviamento della turbina a gas è facile e veloce.
L’avviamento del motore diesel non è facile e richiede molto tempo.
Sistema di accensione e lubrificazione
Nella turbina a gas, il sistema di accensione e lubrificazione è più semplice.
Nel motore diesel, il sistema di accensione e lubrificazione è complicato rispetto alla turbina a gas.
NOx Emissioni
Nella turbina a gas, l’emissione di NOx è inferiore.
I motori diesel producono livelli inaccettabili di NOX.
Lavoro sviluppato per kg di aria
Nella turbina a gas, il lavoro sviluppato per kg di aria è più del motore diesel.
Nel motore diesel, il lavoro sviluppato per kg di aria è inferiore.
Costo del carburante
Nella turbina a gas, può essere utilizzato combustibile più economico.
Nel motore diesel è richiesto un carburante relativamente più costoso.
Dimensione della macchina
La turbina a gas comprende macchine di piccole dimensioni.
Ci sono tre gruppi di dimensioni di base di motori diesel basati sulla potenza; piccolo, medio e grande.
Temperatura interna
Nella turbina a gas, la temperatura interna raggiunge i 1.500 gradi Celsius.
Nel motore diesel, la temperatura sale a 600 gradi Celsius.
Produzione di gas di scarico
La turbina a gas produce gas di scarico cinque volte maggiore del motore diesel.
Il motore diesel produce minori gas di scarico.
Controllo del carburante
Nella turbina a gas, il controllo del carburante è relativamente difficile a causa di ampie velocità operative.
Nel motore diesel, il controllo del carburante è più facile.
Fluido di lavoro
La turbina a gas utilizza aria o qualche altro gas come fluido di lavoro.
Nel motore diesel, il carburante viene bruciato internamente e i prodotti della combustione vengono utilizzati come fluido di lavoro.
Velocità più elevate
La turbina a gas può essere azionata a velocità più elevate. (40000 rpm)
Il motore diesel non può essere guidato a velocità più elevate.
Pochi altri punti sulla differenza tra turbina a gas e motore diesel da tenere a mente:
La caratteristica più discriminante delle turbine a gas rispetto ai motori diesel è la quantità di gas da trattare nella stessa dimensione del motore. Una turbina a gas può elaborare una grande quantità di gas in un piccolo motore, con un conseguente rapporto potenza-peso molto elevato. Nel motore diesel, la dimensione sarà la stessa di un grande camion.
Le turbine a gas hanno un rapporto potenza-peso molto elevato e sono più leggere e più piccole dei motori diesel della stessa potenza.
Il motore diesel ha una maggiore efficienza termica (efficienza del motore) rispetto alla turbina a gas grazie al suo rapporto di espansione molto elevato e alla combustione intrinseca magra che consente la dissipazione del calore da parte dell’aria in eccesso.
La turbina a gas è più efficiente alla massima potenza di qualsiasi pratico motore a combustione interna.
I motori diesel utilizzano rapporti di compressione molto più elevati rispetto alle turbine a gas e questo rapporto più elevato compensa le perdite di pompaggio dell’aria all’interno del motore.
Turbine a gas hanno il vantaggio di densità di potenza rispetto ai motori diesel.
Le turbine a gas sono costose rispetto ai motori diesel della stessa dimensione. Poiché girano a velocità così elevate e a causa delle alte temperature di esercizio, progettare e produrre turbine a gas è un problema difficile sia dal punto di vista ingegneristico che da quello dei materiali.
Nella turbina a gas, le pale sono continuamente a contatto con gas caldi durante l’intera operazione, mentre il pistone e il cilindro del motore diesel sono sottoposti ad alta pressione e ad alta temperatura per un periodo di tempo molto limitato per tutto il ciclo. Quindi la temperatura più alta nel motore diesel è superiore a quella della turbina a gas.
La portata di volume è piuttosto elevata nelle turbine a gas rispetto ai motori diesel.
La turbina a gas è un sistema aperto, o si potrebbe chiamare un sistema di controllo del volume. D’altra parte, il motore diesel è un esempio di sistema chiuso, ad esempio, un sistema di controllo di massa.
Nella turbina a gas, grazie alla sua caratteristica di sistema aperto, produce continuamente lavoro. Mentre il motore diesel produce lavoro solo in una particolare corsa del ciclo.
Quindi questo è tutto quello che dovete sapere sulla differenza tra turbina a gas e motore diesel.