要理解努扎馬的驚訝,就需要先從燃氣輪機的技術說起。
許多人都知道蒸汽機,它是用燃料把水燒開,產生出水蒸汽,然後再利用水蒸汽去推動活塞作功,把熱能轉化為機械能。蒸汽輪機的原理,就是把蒸汽機裡的活塞變成一組葉輪,高溫高壓的蒸汽透過葉輪,會使葉輪轉動,同樣可以產生機械能,帶動發電機發電。
蒸汽機和蒸汽輪機最大的缺點,在於用燃料加熱水的過程會造成一定的能量損耗,從而降低了裝置的熱效率。如果省去把水燒開的過程,而是直接用高溫高壓的燃氣來推動葉輪,那麼整個裝置的熱效率就能夠有效地提高,從而達到節能、經濟、環保等要求。這種用高溫高壓燃氣來推動葉輪的裝置,就叫做燃氣輪機。
燃氣輪機與蒸汽輪機相比,還有其他的一些優點。一個是由於省去了蒸汽迴圈系統,整個裝置的體積可以變得更小,從而可以安裝在船舶、飛機和其他一些裝備上,作為裝備的主機。另一個則是由於不需要等待把水燒開的過程,燃氣輪機的啟動速度比蒸汽輪機要快得多,經常被作為應急動力使用。
燃氣輪機也有它的軟肋,那就是燃氣的溫度遠遠高於蒸汽的溫度,這對葉輪的材料提出了嚴酷的要求。水蒸汽的溫度是與壓力相關的,在常壓下,水蒸汽的溫度只有100度,即便是在所謂“超臨界”的條件下,水蒸汽被加壓到250個大氣壓,溫度也就是600度左右,這樣的溫度仍遠遠低於普通金屬材料的熔點,所以使用一般的金屬來製造葉輪就可以了。
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