Τι είναι η τουρμπίνα;

Ο στρόβιλος είναι ένας τύπος κινητήρα που μπορεί να εξάγει ενέργεια από ένα ρευστό, όπως νερό, ατμός, αέρας ή αέρια καύσης. Έχει μια σειρά από λεπίδες, συνήθως κατασκευασμένες από χάλυβα αλλά μερικές φορές κεραμικές, που αντέχουν σε υψηλότερες θερμοκρασίες. Το υγρό πηγαίνει στο ένα άκρο, σπρώχνοντας τις λεπίδες και αναγκάζοντας τις να περιστρέφονται και στη συνέχεια εκτινάσσεται έξω από το άλλο άκρο. Το υγρό αφήνει τον κινητήρα με λιγότερη ενέργεια από ό,τι είχε εισέλθει – ένα μέρος της διαφοράς συλλαμβάνεται από τον στρόβιλο.

Οι τουρμπίνες βρίσκονται στον πυρήνα του πολιτισμού, αφού σχεδόν κάθε μορφή ηλεκτρικής ενέργειας παράγεται από αυτούς. Όταν οι άνθρωποι λένε ενέργεια άνθρακα, πυρηνική ενέργεια, υδροθερμική ενέργεια, κ.λπ., αναφέρονται στη χρήση κάποιας πηγής ενέργειας για την ανάδευση ενός αερίου που στη συνέχεια κινεί τις λεπίδες και παράγει ενέργεια. Είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους κινητήρων, όπου ένας κινητήρας ορίζεται απλώς ως κάτι που παίρνει μια είσοδο και παράγει μια έξοδο. Μαζί με τους θερμικούς κινητήρες και τους κινητήρες, οι τουρμπίνες αποτελούν τη συντριπτική πλειοψηφία των δυναμικών μηχανημάτων.

Οι αεριοστρόβιλοι είναι ένας από τους πιο ευέλικτους τύπους και χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία μιας ποικιλίας κινητών μηχανών πάνω από ένα συγκεκριμένο μέγεθος, με τα πίδακες να είναι η πιο διάσημη εφαρμογή. Ακόμη και το Διαστημικό Λεωφορείο χρησιμοποιεί ένα για να συνδυάζει καύσιμα με τρομερούς ρυθμούς. Επειδή μπορούν να περιστρέφονται με ακραίους ρυθμούς, οι αεριοστρόβιλοι επιτρέπουν τη συσσώρευση τεράστιας ποσότητας ενέργειας σε ένα σχετικά μικρό χώρο. Ένας τυπικός κινητήρας αυτού του τύπου λειτουργεί μεταξύ 3,000 και 10,000 σ.α.λ. και οι μικρότερες εκδόσεις μπορούν να ανέβουν πάνω από τις 100,000 σ.α.λ. Ένα πρόσφατα κατασκευασμένο σε μέγεθος σπιρτόκουτου περιστρέφεται με 500,000 rpm και παράγει 100 watt. Οι επιστήμονες θέλουν να τους ωθήσουν να λειτουργήσουν σε ένα εκατομμύριο σ.α.λ. ή παραπάνω, αλλά το να γίνει αυτό δυνατό χωρίς να λιώσει το συγκρότημα μπορεί να είναι δύσκολο.

Για να εξαχθεί η μεγαλύτερη απόδοση από τους στρόβιλους, συχνά συνδέονται μεταξύ τους με αλυσίδα. Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε επίπεδα απόδοσης 60% ή υψηλότερα, αρκετά εκπληκτικά στον κόσμο της θερμοδυναμικής. Η λεπτομερής κατανόηση της λειτουργίας αυτών των κινητήρων είναι η επαρχία των μηχανολόγων μηχανικών, αν και όποιος εργάζεται με μηχανές είναι πιθανώς εξοικειωμένος με τα βασικά.