Componenti e principio della turbina a gas
Componenti di turbine a gas ePrincipeiple: –Una turbina a gas è un tipo di motore a combustione interna il cui fluido di lavoro è l'aria stessa. Il motore viene utilizzato per estrarre energia chimica dal carburante e viene utilizzato anche per convertire l'energia chimica in energia meccanica mediante l'uso di energia gassosa come fluido di lavoro per azionare il motore e l'elica, che a sua volta aziona l'aereo.
Componenti di turbine a gas
1. Ingresso
L'aria dovrebbe fluire senza restrizioni dal condotto e anche il condotto di aspirazione dovrebbe rimanere ordinato e pulito per mantenere il motore sano. Si consiglia di fornire un flusso d'aria pulito e indisturbato all'ingresso che, una volta fornito al motore, ne aumenta l'efficienza e protegge il motore da erosione, corrosione o qualsiasi danno.
Si suggerisce inoltre di installare le carenature all'interno del condotto di aspirazione dell'aria del motore e del condotto di aspirazione per garantire che le perdite di flusso d'aria siano minime rispetto a tutte le condizioni del flusso d'aria.
2. Compressore
Il compressore è quello che ha il compito di fornire alla turbina la quantità d'aria necessaria per farla funzionare in modo efficiente. Oltre a ciò è richiesta l'alimentazione dell'aria ad una pressione statica molto elevata. Il rapporto comunemente noto tra la pressione del compressore posteriore e la pressione del compressore anteriore è 9:5.
3. Diffusore
L'aria esce attraverso le alette di guida del compressore dove i componenti del flusso d'aria vengono convertiti in un flusso rettilineo. Successivamente l'aria entra nella sezione del diffusore che è un condotto divergente. La funzione di base di un diffusore è aerodinamica.
4. Combustore
Una volta che l'aria passa attraverso il diffusore, entra nella sezione di combustione che è nota come combustore. La sezione di combustione ha un compito che controlla la combustione del combustibile e dell'aria. Il calore che viene rilasciato deve essere tale che l'aria venga espansa e accelerata per fornire un flusso regolare e stabile per un gas uniformemente riscaldato in tutte le condizioni di funzionamento. È obbligatorio eseguire l'operazione con una perdita di pressione minima e un rilascio massimo di calore.
5. Turbina
Un motore a turbina ha una turbina a quattro stadi che viene utilizzata per convertire l'energia gassosa del combustibile aereo in energia meccanica per muovere il compressore con l'ausilio di un riduttore o dell'elica. La turbina ha una funzione in cui l'energia gassosa viene convertita in energia meccanica espandendo i gas caldi e ad alta pressione a temperatura e pressione inferiori.
6. Scarico
Una volta che il gas passa attraverso la turbina, viene scaricato attraverso lo scarico. Principalmente l'energia gassosa viene convertita in energia meccanica mediante l'ausilio di una turbina, una quantità sufficiente di potenza rimane nel gas di scarico. Questo gas rimanente viene accelerato attraverso il condotto convergente dello scarico per renderlo più utile durante la guida dell'aereo.
Principio di funzionamento della turbina a gas
Il principio di base su cui funziona la turbina a gas è identico a tutti i motori utilizzati per estrarre energia dal combustibile chimico. I 4 passaggi più comunemente noti per qualsiasi motore a combustione interna sono i seguenti:
1. Presa d'aria.
2. Compressione dell'aria.
3.Combustione, dove il combustibile viene iniettato e fatto convertire in energia immagazzinata.
4.Espansione ed estinzione, dove l'energia convertita viene utilizzata.
Nel caso di un motore a pistoni come i motori utilizzati nelle automobili o come il motore dell'aeroplano, le fasi coinvolte sono l'aspirazione, la compressione, la combustione e lo scarico nella testata, ma nei diversi momenti in cui il pistone si muove continuamente su e giù.
In caso di motore a turbina, gli stessi quattro passaggi si verificano anche nello stesso momento ma in luoghi diversi. A causa di questa differenza fondamentale la turbina ha diverse sezioni del motore che sono conosciute come:
1.Sezione di ingresso
2.Sezione compressore
3.Sezione di combustione
4.Turbina e sezione di scarico.
La sezione della turbina del motore è responsabile della produzione della potenza dell'albero utilizzabile come uscita che viene utilizzata per azionare l'elica. Oltre a questo deve essere fornito dell'alimentazione per azionare il compressore e gli accessori del motore. Ciò viene fatto mediante l'esposizione al gas ad alta temperatura, pressione e velocità che viene convertito dall'energia gassosa all'energia meccanica sotto forma di potenza dell'albero.
Componenti e principio della turbina a gas
La massa dell'aria fornita deve essere molto elevata che si suppone venga fornita alla turbina per produrre la potenza richiesta. L'aria che viene fornita viene effettuata con l'ausilio del compressore che estrae l'aria e la porta nel motore dove viene schiacciata per fornire aria ad alta pressione alla turbina. Il ruolo del compressore è convertire l'energia meccanica dalla turbina in energia gassosa sotto forma di pressione o temperatura.
Nel caso il compressore e la turbinafosse efficiente al 100%, il compressore avrebbe fornito tutta l'aria necessaria alla turbina e, allo stesso tempo, la turbina avrebbe fornito la potenza necessaria per azionare il compressore. In questo caso esisterebbe solo una macchina a moto perpetuo in quanto le perdite per attrito e le inefficienze del sistema meccanico non consentono a una macchina a moto perpetuo di funzionare correttamente.
Oltre a ciò, sarebbe necessaria anche dell'energia aggiuntiva oltre all'aria per far fronte alle perdite che si stanno causando. La potenza richiesta proviene dal motore che si trova appena oltre il compressore; quindi più energia dovrebbe essere aggiunta all'aria per produrre la potenza in eccesso. L'energia chimica del combustibile viene bruciata e convertita in energia gassosa sotto forma di alta temperatura e alta velocità poiché l'aria deve passare attraverso il combustore stesso. L'energia gassosa viene riconvertita in energia meccanica della turbina che fornisce la potenza per azionare il compressore e l'albero.
