Components i principi de la turbina de gas
Components de turbines de gas iPríncepiple: -Una turbina de gas és un tipus de motor de combustió interna el fluid de treball del qual és l'aire mateix. El motor s'utilitza per extreure energia química del combustible i també s'utilitza per convertir l'energia química en energia mecànica mitjançant l'ús d'energia gasosa com a fluid de treball per impulsar el motor i l'hèlix, que, al seu torn, impulsa l'avió.
Components de la turbina de gas
1. Entrada
L'aire s'ha de mantenir sense restriccions del conducte i el conducte d'entrada també ha de romandre net i net per tal de mantenir el motor sa. Es recomana proporcionar un flux d'aire net i tranquil a l'entrada que, quan es subministra al motor, augmenta la seva eficiència i protegeix el motor de l'erosió, la corrosió o qualsevol dany.
També es recomana instal·lar els carenats dins del conducte d'entrada d'aire del motor i del conducte d'entrada per assegurar-se que les pèrdues de flux d'aire siguin mínimes respecte a totes les condicions del flux d'aire.
2. Compressor
El compressor és el que s'encarrega de proporcionar a la turbina la quantitat d'aire necessària perquè funcioni de manera eficient. A més d'això, cal subministrar l'aire a una pressió estàtica molt alta. La relació comunament coneguda entre la pressió del compressor posterior i la pressió del compressor frontal és de 9:5.
3. Difusor
L'aire surt per les pales de guia del compressor on els components del flux d'aire es converteixen en un flux en línia recta. Després d'això, l'aire entra a la secció del difusor que és un conducte divergent. La funció bàsica d'un difusor és l'aerodinàmica.
4. Combustió
Un cop l'aire passa pel difusor, entra a la secció de combustió que es coneix com a combustió. La secció de combustió té una tasca que controla la combustió de combustible i aire. La calor que s'allibera ha de ser de manera que l'aire s'expandeixi i s'accelera per tal de proporcionar un flux suau i estable per a un gas escalfat uniformement en totes les condicions de funcionament. És obligatori realitzar la tasca amb una pèrdua de pressió mínima i un alliberament màxim de calor.
5. Turbina
Un motor de turbina té una turbina de quatre etapes que s'utilitza per convertir l'energia gasosa del combustible d'aire en una energia mecànica per moure el compressor amb l'ajuda d'un engranatge reductor o de l'hèlix. La turbina té una funció en què l'energia gasosa es converteix en energia mecànica mitjançant l'expansió dels gasos calents i d'alta pressió a temperatura i pressió més baixes.
6. Escapament
Un cop el gas passa per la turbina, es descarrega per l'escapament. Majoritàriament, l'energia gasosa es converteix en energia mecànica amb l'ajuda d'una turbina, queda una quantitat suficient d'energia als gasos d'escapament. Aquest gas restant s'accelera a través del conducte convergent de l'escapament per fer-lo més útil a mesura que l'avió condueix.
Principi de funcionament de la turbina de gas
El principi bàsic sobre el qual funciona la turbina de gas és idèntic a tots els motors que s'utilitzen per extreure energia del combustible químic. Els 4 passos més coneguts per a qualsevol motor de combustió interna són els següents:
1. Entrada d'aire.
2. Compressió d'aire.
3.Combustió, on s'injecta el combustible i es converteix en l'energia emmagatzemada.
4. Expansió i extinció, on s'utilitza l'energia convertida.
En el cas d'un motor de pistó com els motors utilitzats en els cotxes o com a motor d'avió, els passos que intervenen són l'admissió, la compressió, la combustió i l'escapament a la culata, però en els diferents moments en què el pistó es mou contínuament cap amunt i cap avall.
En el cas d'un motor de turbina, els mateixos quatre passos també es produeixen al mateix temps però en llocs diferents. A causa d'aquesta diferència fonamental, la turbina té diverses seccions de motor que es coneixen com:
1.Secció d'entrada
2.Secció del compressor
3.Secció de combustió
4.Turbina i secció d'escapament.
La secció de la turbina del motor és l'encarregada de produir la potència útil de l'eix com a sortida que s'utilitza per impulsar l'hèlix. A part d'això, ha de tenir la potència per accionar el compressor i els accessoris del motor. Això es fa per l'exposició al gas d'alta temperatura, pressió i velocitat que es converteix de l'energia gasosa a l'energia mecànica en forma de potència d'eix.
Components i principi de la turbina de gas
La massa de l'aire subministrat ha de ser molt alta que se suposa que s'ha de subministrar a la turbina per tal de produir la potència requerida. L'aire que es subministra es fa amb l'ajuda del compressor que extreu l'aire i el porta al motor on s'esprem per proporcionar aire a alta pressió a la turbina. La funció del compressor és convertir l'energia mecànica de la turbina en energia gasosa en forma de pressió o temperatura.
En cas que el compressor i la turbinaSi fos 100 per cent eficient, el compressor hauria subministrat tot l'aire que necessita la turbina i, al mateix temps, la turbina hauria subministrat la potència necessària a la qual es requereix per accionar el compressor. En aquest cas, només existiria una màquina de moviment perpetu com a pèrdues per fricció i les ineficiències del sistema mecànic no permeten que una màquina de moviment perpetu funcioni correctament.
A part d'això, també es necessitaria una mica d'energia addicional que no sigui l'aire per adaptar-se a les pèrdues que s'estan causant. La potència requerida prové del motor que està just més enllà del compressor; per tant, s'hauria d'afegir més energia a l'aire per produir l'excés de potència. L'energia química del combustible es crema i es converteix en energia gasosa en forma d'alta temperatura i alta velocitat a mesura que l'aire necessita passar per la pròpia combustió. L'energia gasosa es torna a convertir en energia mecànica de la turbina que proporciona la potència per accionar el compressor i l'eix.