वायु टरबाइन

वायु टरबाइन

इंधनाच्या ज्वलनामुळे उत्पन्न होणाऱ्या ऊर्जेचे वायू ह्या कार्यद्रायूच्या मदतीने कार्यशक्तीत रूपांतर करणाऱ्या यंत्राला वायू टरबाइन म्हणतात. यातून मिळणारी कार्यशक्ती (यांत्रिक ऊर्जा) साधारणपणे परिभ्रमी (स्वतःभोवती फिरणाऱ्या) दंडाद्वारे प्रत्यक्ष वापरली जाते. वायू टरबाइन हे अंतर्ज्वलन एंजिन (एंजिनाच्या आतच इंधन जाळण्याची व्यवस्था असलेले एंजिन) आहे. यामध्ये वायू प्रथम संपीडित होतो (दाबला जातो). त्याचे तापमान व दाब यांत वाढ होते, मग त्यामध्ये इंधनाचे ज्वलन होऊन प्रचंड उष्णता निर्माण होते. नंतर खूप दाब व तापमान असलेल्या ह्या वायूचे प्रसरण होते व त्यातून कार्यशक्ती मिळते. शक्तीच्या रूपांतराची ही सगळी प्रक्रिया परिभ्रमी यंत्रसामग्री वापरून करतात. प्रक्रिया चालू असताना कार्यद्रायूचा प्रवाह सर्व यंत्रणेतून सतत वाहत असतो.

टरबाइन हे कार्यशक्ती देणारे अतिशय उपयुक्त साधन आहे. यामध्ये मागे-पुढे होणारे किंवा एकमेकांवर घासणारे भाग नसल्याने संतुलनाचे प्रश्न यात नसतात व याला वंगण कमी लागते. वाफ टरबाइनाच्या तुलनेत वायू टरबाइन अधिक फायदेशीर आहे. वाफ टरबाइनात वाफ निर्माण करण्यासाठी अतिशय खर्चिक व अवजड सामग्री वापरतात. तसेच बाष्पित्रात (अखंडपणे दाबयुक्त वाफ निर्माण करणाऱ्या साधनात) निर्माण होणारा तप्त वायू सरळ टरबाइनात वापरला न जाता तो वाफ निर्माण करण्यासाठी वापरला जातो आणि ही वाफ नंतर टरबाइनात वापरतात. वायू टरबाइनात तप्त वायूच वापरतात म्हणजे येथे वाफनिर्मितीचा मधला टप्पा वगळला जातो. यामुळे वायू टरबाइनाची यंत्रसामग्री एकदम सुटसुटीत होते.

इतिहास

फार पूर्वी वायू टरबाइनाचे तत्त्व उघड्या भट्टीवर मांस भाजण्यासाठी वापरीत. एका दंडावर पाती बसविलेले वायू टरबाइन भट्टीच्या चिमणीत बसवलेले असे. चिमणीतून वर जाणाऱ्या गरम वायूमुळे पाती व त्यांबरोबर दंड फिरत असे. दंतचक्र यंत्रणा वापरून ही चक्राकार गती मांसखंड भाजण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या लोखंडी सळईला दिली जाई. यामुळे या खंडांना चक्राकार गती मिळून ते सर्व बाजूंनी एकसारखे भाजले जात.

इंग्लंडमध्ये इ. स. १७९१ मध्ये जॉन बार्बर यांनी वायू टरबाइनाचे एकस्व (पेटंट) घेतले आणि येथून पुढे वायू टरबाइनाच्या संशोधनाला व निर्मितीस सुरुवात झाली. १८९४ मध्ये फ्रान्सच्या आर्. आर्मेनगॉड आणि सी. लमेल यांनी, १९०० मध्ये जर्मनीच्या एफ्. स्टोल्‌झ यांनी, १९०२ मध्ये अमेरिकेच्या सॅन्फोर्ड ए. मॉस यांनी, तर १९०३ मध्ये नॉर्वेच्या ए. इलिंग यांनी वायू टरबाइननिर्मितीत बरीच प्रगती केलीपरंतु कार्यक्षम संपीडक आणि उच्च तापमानास टिकणारे भक्कम द्रव्य उपलब्ध नसल्यामुळे या टरबाइनांचे आकारमान मोठे असून कार्यक्षमता मात्र फारच कमी होती. १९३९ मध्ये स्वित्झर्लंडात नशाटेल येथे प्रथमच ब्राउन-ब्रोव्हरी कंपनीने एक औद्योगिक उपयोगाचे वायू टरबाइन उभारले. ते ४,००० किवॉ. विद्युत् जनित्र चालविण्यासाठी वापरण्यात आले. जरी त्यांची कार्यक्षमता १८ टक्के इतकी अल्प होती, तरी ते त्वरित चालू करण्यास सुलभ होते. त्याची किंमतही त्यामानाने कमी होती. त्यानंतरच्या काळात वायू टरबाइनाचा उपयोग विमानाचे एंजिन म्हणून होऊ लागला आणि वायू टरबाइनाच्या सुधारणेचा एक प्रमुख टप्पा गाठून त्याच्या प्रगतीला खरी सुरुवात झाली. इंग्लंडच्या फ्रँक व्हिटल यांनी झोतप्रचालनी विमानात एंजिन म्हणून वायू टरबाइनाचा उपयोग केला. दुसऱ्या महायुद्धाच्या काळात वायू टरबाइनाचा विमान एंजिन म्हणून जास्त प्रमाणात वापर झाला व त्यानंतर विमान उद्योगात वायू टरबाइनाचे वर्चस्व प्रस्थापित झाले. टर्बोप्रॉप (यात वायू टरबाइनाच्या मदतीने प्रचालक फिरविला जातो असे), टर्बोजेट (यात तप्त वायूच्या झोताच्या मदतीने विमान पुढे जाते) इत्यादींपैकी एका प्रकाराचा उपयोग विमानात करतात.विमानाचे एंजिन टरबाइन प्रचालन].

रचना

वायू टरबाइनामधील मुख्य भाग म्हणजे वात संपीडक, ज्वलन कक्ष व टरबाइन हे होते.

वात संपीडक

[संपीडक]. यात अपमध्य (मध्यापासून दूर ढकलणाऱ्या प्रेरणेचा उपयोग करून हवेचा दाब वाढविणारा) व अक्षीय असे दोन प्रकार असतात. अपकेंद्री वात संपीडकात बाहेरील हवा अक्षाच्या बाजूने मध्यातून आत ओढून घेतली जाते व ती पात्यांवरून त्रिज्येच्या दिशेने फेकली जाते. घूर्णकावरून प्रवास करताना तिला घूर्णकाकडून गतिज ऊर्जा मिळते. त्यामुळे तिचा दाब व वेग वाढतो. बाहेर पडणाऱ्या हवेचा दाब हा ४ ते ५ पटींनी वाढलेला असतो. हा वात संपीडक लहान वायू टरबाइनासाठी (३७० किवॉ. पेक्षा कमी क्षमतेच्या) विशेषेकरून वापरला जातो. त्याला स्थैर्य जास्त असते.

अक्षीय प्रवाही वात संपीडकात एकाआड एक बसवलेली स्थिर व चल पाती असतात. चल पाती हवेस ऊर्जा देतात. स्थिर पाती विसरकाचे (उच्च वेगी व कमी दाबाच्या प्रवाहाचे कमी वेगाच्या व जास्त दाबाच्या प्रवाहात रूपांतर करणाऱ्या भागाचे) कार्य करतात व त्यामुळे गतिज ऊर्जेचे रूपांतर दाबात होते व हवा योग्य दिशेत पुढच्या घूर्णकाला पुरविली जाते. एकपदी अपमध्य वात संपीडकात मिळणारे दाब गुणोत्तर मिळविण्यासाठी यात अनेक पदे ठेवावी लागतात. याच्या या बहुपदी रचनेमुळे त्यांची किंमत अपमध्य वात संपीडकापेक्षा जास्त असते; परंतु मोठ्या वायू टरबाइनासाठी त्याची कार्यक्षमता व हवेचे मोठे मोठे व्याप हाताळण्याची क्षमता जास्त असते.

ज्वलन कक्ष

वायू टरबाइनात एक किंवा अनेक ज्वलन कक्ष असून त्यांत ठराविक मापाचे इंधन फवाऱ्याच्या रूपात सोडण्यासाठी प्रोथ (तोट्या) बसवलेले असतात. वात संपीडकातील दाबयुक्त हवा आणि द्रव इंधनाचा फवारा यांच्या मिश्रणाचा वायू निर्माण केला जातो. प्रज्वलनासाठी विद्युत् ठिणगीचा उपयोग करतात. तयार झालेल्या वायूचे अनेक पटींत प्रसरण होऊन तो टरबाइनात घुसून पातीचक्र फिरवितो. ज्वलन कक्ष पुरेसा तापला की, मग विद्युत् ठिणगी बंद करतात. वायूच्या ८००० से. तापमानासाठी इंधनाचे हवेशी प्रमाण १ ७० असे येते परंतु ज्वलनास १ २० प्रमाण सोयीचे होते. हवेच्या जास्त प्रमाणाने ज्योत नष्ट होते. त्यासाठी दोन भागांचा ज्वलन कक्ष वापरतात. प्राथमिक कक्षात ज्वलनक्रियासाधून दुय्यम कक्षात उरलेली हवा सोडून इच्छित तापमान मिळते. ज्वलन कक्षासाठी उच्च तापमानाला टिकणाऱ्या धातू वापरतात. वायूच्या दाबात फरक होऊ न देता वायूचे तापमान सुनियंत्रित व एकसारखे ठेवणे, हे ज्वलन कक्षाचे महत्त्वाचे कार्य आहे. ज्वलन कक्षात उत्पन्न होणाऱ्या ऊर्जेचे प्रमाण हे १०.३५ ते ५१.७५ मेवॉ./ घ. मी. एवढे प्रचंड असते.

टरबाइन

उच्च दाबाच्या वायूपासून ऊर्जा मिळविण्यसाठी जगभर टरबाइन वापरले जाते. टरबाइनात वायूचा दाब व तापमानही कमी होते. यामध्ये ऊर्जेचा क्षय होऊन तेवढ्या ऊर्जेचे कार्यशक्तीत रूपांतर होते. याचे अपमध्य टरबाइन व अक्षीय प्रवाही टरबाइन असे दोन प्रकार असतात. लहान आकारमानाच्या प्रकारात अपमध्य प्रकार वापरतात, तर मोठ्या आकारमानाच्या टरबाइनामध्ये वायूचा प्रवाह मोठा असल्याने अक्षीय प्रवाही प्रकारचे टरबाइन वापरतात.

उच्च, मध्य व निम्न दाबाचे अशी तीन टरबाइने विमानाच्या त्रिदंडी टर्बोप्रॉप एंजिनात एकत्र वापरतात. त्यामुळे प्रसारित वायूचा संपूर्ण उपयोग टरबाइनाची पातीचक्रे फिरविण्यासाठी करून घेण्यात येतो व नंतरच त्याचे निष्कासन (बाहेर टाकण्याची क्रिया) केले जाते. नैसर्गिक वायू वापरल्यास पात्यांवर जळ (कीट) चढत नाही व क्षरण (झीज) होत नाही. टरबाइनाच्या दंडावरच वात संपीडक बसविलेला असल्याने टरबाइनाने तो चालविला जातो. या दंडशक्तीपैकी काही शक्तीने विमानाचा प्रचालक फिरविला जातो म्हणून अशा एंजिनास टर्बोप्रॉप एंजिन म्हणतात. याशिवाय विद्युत्, जनित्र, पंप, जहाजे व संचलनी एंजिने (लोकोमोटिव्ह) वायू टरबाइनाने चालविली जातात. वाफ टरबाइनापेक्षा वायू टरबाइनाचे तापमान ६५०० ते १,२५०० से. अधिक असल्याने उच्च तापमानाला टिकतील अशा धातू किंवा मृत्तिका पदार्थ त्यांच्या रचनेत वापरावे लागतात. निकेल, व्हॅनेडियम, क्रोमियम, टंगस्टन यांनी युक्त मिश्र पोलाद वापरावे लागते. अति-उच्चतापमानाला पाती हवेने किंवा पाण्याने थंड ठेवावी लागतात. पात्यांच्या रचनेवरून प्रतिक्रिया किंवा आवेग (प्रेरणाकाल या राशीचे तत्त्व वापरणारे) असे टरबाइनाचे प्रकार असतात. [टरबाइन].

आ. १ मध्ये वायू टरबाइनाची रचना दाखविली आहे. टरबाइनातील वायूचे कार्य झाल्यावर त्याचे हवेत निष्कासन करण्यापूर्वी काही टरबाइनात उष्णता विनिमयक (दोन द्रायू-द्रव किंवा वायू-एकमेकांपासून अलग ठेवून अधिक तापमानाच्या द्रायूतील उष्णतेने कमी तापमानाच्या द्रायूला तापविणारे साधन) वापरतात. त्यामुळे इंधनाची बचत होते.

ऊष्मागतिक आवर्तने

वायू टरबाइनाचे कार्य तीन प्रकारच्या ऊष्मागतिक आवर्तनांनी चालते. आवर्तनाच्या प्रकाराप्रमाणे टरबाइनांच्या रचनेत योग्य तो बदल केलेला असतो.

खुले आवर्तन

यात सरळ व अप्रत्यक्ष खुले आवर्तन असे दोन प्रकार असतात. (आ. २).

सरळ खुले आवर्तन : यात पुढील क्रिया होतात. वातावरणातील हवा वात संपीडकात घेतली जाते व त्याचा दाब वाढवला जातो (१ – २). उच्च दाबाची हवा ज्वलन कक्षात येते. तेथे तीत इंधन फवारले जाते आणि विद्युत ठिणगीच्या साहाय्याने मिश्रण पेटवले जाते. ज्वलन क्रियेमुळे मिश्रणाचे तापमान व दाब दोन्हीही बरेच वाढतात (२–३). उच्च दाबाच्या व तापमानाच्या वायूचे टरबाइनामध्ये प्रसरण होते (३–४).त्या प्रसरणातून टरबाइनामधून कार्यशक्ती मिळते. यातील काही कार्यशक्ती वात संपीडक चालू ठेवण्यासाठी वापरली जाते व उरलेली शक्ती बाहेर वापरली जाते. उदा., विद्युत् निर्मिती करण्यासाठी (३–४) यात कार्यद्रायू म्हणून फक्त हवेचाच वापर करता येतो.

अप्रत्यक्ष खुले आवर्तन : यात हवा हा दुय्यम द्रायू आहे. वात संपीडकातून येणारी हवा उष्णता विनिमयकात जाते. तेथे ती प्राथमिक द्रायूकडून उष्णता मिळवते. बाकी सर्व कार्य सरळ खुल्या आवर्तनाप्रमाणे चालते.

खुल्या आवर्तनावर चालणाऱ्या एंजिनाचे अनेक प्रकार आहेत (आ. ३) : (१) टर्बोजेट एंजिन : यात टरबाइनामधून बाहेर पडणारा वायू प्रोथामधून बाहेर फेकला जातो, त्याचे प्रसरण होते दाबशक्ती कमी होते व गतिज ऊर्जा वाढते व बाहेर पडणारा वायू अतिशय वेगाने बाहेर पडतो. त्याच्या प्रतिक्रियेमुळे निर्माण होणारी प्रेरणा विमानाला पुढे ढकलते. [आ. ३ (अ)]

(२) टर्बोशाफ्ट एंजिन : यात वापरलेले टरबाइन मोठे असते. ते वायूतील बरीच ऊर्जा काढून घेते आणि तिचे कार्यशक्तीत रूपांतर करते. यातील काही कार्यशक्ती संपीडकासाठी वापरली जाते व उरलेली कार्यशक्ती बाहेर वापरली जाते. तिच्या योगाने विमानाचा प्रचालक फिरवला जातो. त्यास टर्बोप्रॉप एंजिन म्हणतात किंवा ती विद्युत् जनित्रासाठी वापरून विद्युत् निर्मिती करता येते. [आ. ३ (आ)].

(३) बहुदंडी एंजिन : यात बाहेरील भारासाठी एक स्वतंत्र टरबाइन वापरतात. त्यास मुक्त शक्ती टरबाइन म्हणतात. हे टरबाइन बाहेरील कामासाठी शक्ती पुरवते. संपीडक व त्याला जोडलेले टरबाइन ह्या मुक्त शक्ती टरबाइनासाठी वायू पुरवतात म्हणून संपीडक, ज्वलन कक्ष व टरबाइन यांच्या संचास वा गटास मिळून वायू जनित्र असे म्हणतात व ह्या इंजिनास द्विदंडी एंजिन म्हणतात. [आ. ३(इ)]

बंद आवर्तन

याचेही सरळ बंद आवर्तन व अप्रत्यक्ष बंद आवर्तन असे दोन प्रकार आहेत (आ. ४). यात पुढीलप्रमाणे क्रिया घडतात.

कार्यद्रायू संपीडकात येऊन त्याचा दाब वाढतो (१–२). ज्वलन कक्षात इंधनाचे ज्वलन होऊन तप्त वायू निर्माण होतात. वायूचा दाब व तापमान यांत प्रचंड वाढ होते (२–३). तप्त वायू टरबाइनामध्ये प्रसरण पावतात व कार्यशक्ती निर्माण होते (३–४). कार्यद्रायू उष्णता विनिमयकात थंड केला जातो आणि पुन्हा संपीडकात खेचला जातो. (४– १).

अशा प्रकारे तोच कार्यद्रायू पुनःपुन्हा वापरला जातो. टरबाइनामधून वायूचे निष्कासन झाल्यानंतर तो वायू संपीडकात पाठवण्यापूर्वी थंड करावा लागतो. बंद आवर्तन वापरण्याचे पुढील फायदे आहेत : (१) कार्यद्रायू हा बंद आवर्तनातून फिरत असल्याने जास्त दाबाचा वायू वापरता येतो किंवा वायूची घनता वाढवून मग तो वायू वापरता येतो.उष्णता संक्रमण द्रव्यमानावर व द्रव्यमान घनतेवर अवलंबून असते. त्यामुळे संपूर्ण संयंत्राचे (यंत्रसंचाचे) आकारमान कमी करता येते. (२) हवेच्या ऐवजी इतर वायू वापरता येतात. उदा., हीलियम, हायड्रोजन, कार्बन डाय-ऑक्साइड, नायट्रोजन इत्यादी. काही ठिकाणी हे वायू वापरणे फायद्याचे ठरते. (३) ज्या ठिकाणी अणुकेंद्रीय विक्रियक (अणुभट्टी) हा ज्वलन कक्ष म्हणून वापरला जातो, तेथे बंद आवर्तन वापरावे लागते. म्हणजे कार्यद्रायूमध्ये आलेला किरणोत्सर्ग बाहेर वातावरणात जाऊ शकत नाही. (४) कार्यद्रायू प्रत्यक्ष ज्वलनात भाग घेत नाही. त्यामुळे टरबाइनाच्या पात्यांचे व इतर भागांचे रासायनिक प्रक्रियेमुळे होणारे नुकसान टळते.

मिश्र आवर्तन

वायू टरबाइनाची औष्णिक कार्यक्षमता कमी असते. याचे कारण टरबाइनामधून बाहेर पडणारा वायू तप्तच असतो. जिथे कार्यशक्तीत रूपांतर झालेले नाही अशी बरीच उष्णता त्यात शिल्लक असते. ह्या उष्णतेचा वापर बाष्पित्रातील पाण्याची वाफ करण्यासाठी केला, तर ही उष्णता वाफ टरबाइनामध्ये वापरता येते व एकूण औष्णिक कार्यक्षमता वाढते व कार्यशक्तीतही वाढ होते.

वायू टरबाइना-मधील वायूचा वापर करून वाफ करणे व त्या वाफेचा उपयोग वाफ टरबाइनामध्ये करून कार्यशक्ती मिळवणे, यासाठी मिश्र आवर्तनाचा उपयोग करतात (आ. ५)

संपीडकातून हवा ज्वलन कक्षात येते व इंधनाचे ज्वलन होऊन तप्त वायू तयार होतात. ते वायू टरबाइनमध्ये प्रसरण पावतात व कार्यशक्ती मिळून विद्युत् जनित्र चालवले जाते. निष्कासित तप्त वायू बाष्पित्रात पाठवले जातात. बाष्पित्रातील पाण्याची वाफ करण्यासाठी त्यातील उष्णता वापरली जाते व नंतर ते वायू वातावरणात सोडले जातात. तयार झालेली वाफ टरबाइनामध्ये प्रसरण पावते व कार्यशक्ती निर्माण होते. ही कार्यशक्ती वीज निर्मितीसाठी वापरली जाते. निष्कासित वाफेचे संघनकात पाणी होते व ते पाणी पुन्हा बाष्पित्रात पाठवले जाते. यात वायूचे खुले आवर्तन होते व वाफेचे बंद आवर्तन होते.

वायू टरबाइनाची सर्वसाधारण कार्यक्षमता २० ते ३० टक्के असते व वाफ संयंत्राची (टरबाइनाची) कार्यक्षमता ३५ ते ३८ टक्के असते. मिश्र आवर्तनाने ही एकूण कार्यक्षमता ४० ते ५० टक्क्यांपर्यंत वाढवता येते.

उपयोग

वायू टरबाइनाचे काही महत्त्वाचे उपयोग पुढे दिले आहेत.

(१)विमानाच्या उड्डाणासाठी : हा वायू टरबाइनाचा सर्वांत मोठा व महत्त्वाचा उपयोग आहे. यात पुढील प्रकारांची एंजिने वापरतात.कमी वेगाच्या विमानासाठी टर्बोप्रॉप, अधिक वेगाच्या विमानासाठी टर्बोजेट व हेलिकॉप्टरसाठी टर्बोशाफ्ट एंजिन वापरतात. टर्बोफॅन (फॅनजेट) एंजिने विमान वर उचलण्यासाठी अधिक शक्ती देतात म्हणून VTOL (व्हर्टिकल टेक ऑफ अँड लँडिंग – उभ्या दिशेत आरोहण व अवतरण करू शकणारे विमान) व STOL (शॉर्ट टेक ऑफ अँड लँडिंग – सामान्यपणे तेवढ्याच आकारमानाच्या विमानापेक्षा पुष्कळच कमी क्षेत्रफळात आरोहण व अवतरण करू शकणारे विमान) प्रकारच्या विमानांसाठी हे वापरतात. अनुज्वलन (आफ्टरबर्नर) एंजिनात टरबाइनातून बाहेर पडलेल्या तप्त वायूत पुन्हा नवीन इंधन वापरून त्याचे तापमान वाढवतात व अतिवेगाचे झोत निर्माण करतात. स्वनातीत (ध्वनीपेक्षा अधिक वेगाने जाऊ शकणाऱ्या) विमानात अशा प्रकारचे एंजिन वापरतात.

(२) जमिनीवरील वाहनांसाठी : रेल्वेसाठी वायू टरबाइन वापरतात; पण त्याची कार्यक्षमता कमी असते. मोटारगाड्या, मालवाहू गाड्या (ट्रक) आणि स्वयंचलित वाहने यांसाठी वायू टरबाइनाचा वापर होतो. तसेच रणगाडे, लष्करी ट्रक, वाततल्पयान इत्यादींमध्ये वायू टरबाइनाचा वापर करतात.

जहाजांमध्येही वायू टरबाइनांचा उपयोग करतात.

(३) वीजनिर्मिती : वीजनिर्मितीसाठी वायू टरबाइन वापरतात. याचा उपयोग वीजनिर्मितीमधील नियुक्त कालावधीमधील कमाल विद्युत् भार व किमान विद्युत् भार अशा दोन्ही प्रकारे करता येतो. तसेच मिश्र आवर्तन संयंत्रामध्येही वायू टरबाइन वापरतात.

(४) खनिज तेल व नैसर्गिक वायू उद्योग : यात खनिज तेल व वायू यांच्या वाहतुकीत पंप करण्याच्या क्रियेसाठी वायू टरबाइन वापरतात. नैसर्गिक वायू व खनिज तेल यांची वाहतूक हजारो किमी. लांब अंतरावर करावी लागते. त्यांचे नळ वाळवंट, दऱ्याखोरी, बर्फाळ प्रदेश, समुद्र इत्यादींमधून टाकावे लागतात. साहजिकच त्यांच्या वाहतुकीसाठी पंप वापरावे लागतात. इतकेच नव्हे तर वाटेत त्यांच्या प्रवाहातील दाब कमी झाल्याने तो पुन्हा निर्माण केला जातो. त्यासाठी वाटेत ठिकठिकाणी दाबवर्धक केंद्रे उभारली जातात. नळांमधून जवळजवळ ७० बार दाबाने तेल वा वायू वाहत असतो. या पंपासाठी वायू टरबाइन वापरतात. या टरबाइनासाठी लागणारे इंधन त्या नळामधूनच घेतले जाते. त्यासाठी वेगळ्या इंधनाची गरज भासत नाही. हा याचा फायदा आहे.

विहीरीतून खनिज तेल काढण्यासाठी समुद्रात प्रचंड मोठे फलाट उभारले जातात. त्या फलाटांवर लागणारी वीज निर्माण करणे, तेथे वापरल्या जाणाऱ्या पंपांना कार्यशक्ती पुरवणे, तसेच फलाटावर ठिकठिकाणी लागणारा गरम हवेचा झोत पुरवणे इ. कामांसाठी वायू टरबाइनाचा वापर करतात.

(५) तप्त निष्कासित वायूचे उपयोग : वायू टरबाइनामधून बाहेर पडणाऱ्या तप्त वायूचे पुढील अनेक उपयोग आहेत. सिमेंट उद्योगात भट्ट्यांमध्ये सिमेंट वाळवण्यासाठी, तंबाखू उद्योगात तंबाखू वाळवण्यासाठी, कत्तलखान्यात प्रचंड प्रमाणात निर्माण होणारे रक्त वाळवण्यासाठी ह्या तप्त वायूचा उपयोग करतात.

निर्लवणीकरणाद्वारे खाऱ्या पाण्याचे गोडे पाणी तयार करण्यासाठी लागणाऱ्या उष्णतेसाठी त्याचा उपयोग करतात. ध्रुव प्रदेशात काम करताना सर्व वस्तू, उपकरणे आणि सामान हे अतिशय थंड पडते व त्यावर बर्फही साचते. ते बर्फ वितळविण्यसाठी व सर्व उपकरणे ही अतिथंड तापमानातून थोडी वरच्या तापमानास आणण्यासाठी ह्या तप्त वायूचा वापर करतात.

(६) रासायनिक व संस्करण उद्योग : उच्च दर्जाच्या गॅसोलिनाचे उत्प्रेरकी भंजन करण्यासाठी जी हूड्री प्रक्रिया वापरली जाते तिच्यात उष्णता निर्माण करण्यासाठी वायू टरबाइनामधील निष्कासित वायूचा उपयोग करतात. नायट्रिक अम्ल तयार करणाऱ्या साबार प्रक्रियेत वायू टरबाइनातील निष्कासित वायूचा वापर करतात.

नैसर्गिक वायूमधील कार्बन डाय-ऑक्साइड, हायड्रोजन सल्फाइड व नायट्रोजन हे वायू निरनिराळे करण्यासाठी वायू टरबाइन वापरतात. वायू टरबाइनामध्ये नैसर्गिक वायूचे प्रसरण करतात. त्यामुळे त्याचा दाब व तापमान कमी होते व वायूचे संघनन होऊन त्यामुळे वर दिलेले वायू निरनिराळे करता येतात.

भारत

भारतात १९५९ मध्ये बंगलोर येथे विमानांसाठी लागणाऱ्या टर्बोएंजिनांचा कारखाना हिंदुस्थान एरोनॉटिक्स लि. ने सुरू केला. मरूत व नॅट विमानांतील ऑर्फियस ७०१ वायू टरबाइन एंजिने याच कारखान्यात तयार होतात. ॲव्हन व डार्ट एंजिनेही तयार केली जातात. १९६७ मध्ये या कारखान्याने तयार केलेल्या एंजिनांची परदेशात निर्यात करून भारतासाठी परदेशी चलन मिळविण्यात मोठाच वाटा उचलला. तेथे बनविलेले वायू टरबाइनाचे भाग अमेरिकेतील रोल्स-रॉइस कंपनीला व फ्रान्सच्या टर्बोमेका कंपनीला पुरविले. त्याचप्रमाणे कुवेत, इराक व नेपाळच्या वायुदलातील वायू टरबाइनांची दुरुस्तीची कामेही तेथे करण्यात आली.

 

पहा : जल टरबाइन; झोत प्रचालन; टरबाइन; टरबाइन प्रचालन; वाफ टरबाइन; विमानाचे एंजिन.

संदर्भ : 1. Avallone, E.; Baumeister, T., Eds., Mark’s Standard Handbook for Mechanical Engineers, New York, 1987.

2. Bathie, W. Fundamentals of Gas Turbine, London, 1984.

3. Boyce, M. P. Gas Turbine Engineering Handbook, New York, 1982.

4. Lefebvre, A. H. Gas Turbine Combustion, New York, 1983.

5. Sawyer, J. W., Ed., Gas Turbine Engineering Handbook, Stanford, 1966.

6. Shepherd, D. G. Introduction to Gas Turbine, New York, 1960.

7. Whitte F. Gas Turbine Aerodynamics: With Special Reference to Aircraft Propulsion, New York, 1981.

 

स्त्रोत: मराठी विश्वकोश