Componentes e princípio da turbina a gás
Componentes de turbina a gás epríncipeIPLE: –Uma turbina a gás é um tipo de motor de combustão interna cujo fluido de trabalho é o próprio ar. O motor é usado para extrair energia química do combustível e também é usado para converter a energia química em energia mecânica pelo uso de energia gasosa como fluido de trabalho para acionar o motor e a hélice, que, por sua vez, impulsiona a aeronave.
Componentes de turbina a gás
1. Entrada
O ar deve ser mantido fluindo sem restrições do duto e o duto de entrada também deve permanecer limpo e limpo para manter o motor saudável. Sugere-se fornecer um fluxo de ar limpo e imperturbável na entrada que, quando fornecido ao motor, aumenta sua eficiência e protege o motor contra erosão, corrosão ou qualquer dano.
Também é sugerido que as carenagens sejam instaladas dentro do duto de entrada de ar do motor e do duto de entrada para garantir que as perdas de fluxo de ar sejam mínimas em relação a todas as condições do fluxo de ar.
2. compressor
O compressor é o responsável por fornecer à turbina a quantidade de ar necessária para que ela funcione de maneira eficiente. Além disso, é necessário fornecer ar a uma pressão estática muito alta. A relação comumente conhecida de pressão no compressor traseiro para pressão no compressor frontal é 9:5.
3. Difusor
O ar sai pelas palhetas guia do compressor, onde os componentes do fluxo de ar são convertidos em um fluxo em linha reta. Depois disso, o ar entra na seção do difusor, que é um duto divergente. A função básica de um difusor é aerodinâmica.
4. Combustor
Uma vez que o ar passa pelo difusor, ele entra na seção de combustão que é conhecida como combustor. A seção de combustão tem uma tarefa que controla a queima de combustível e ar. O calor que é liberado deve ser feito de forma que o ar seja expandido e acelerado para fornecer um fluxo suave e estável para um gás uniformemente aquecido em todas as condições de operação. É obrigatório realizar a tarefa com uma perda mínima de pressão e máxima liberação de calor.
5. Turbina
Um motor a turbina possui uma turbina de quatro estágios que é usada para converter a energia gasosa do combustível do ar em energia mecânica para mover o compressor com a ajuda de uma engrenagem de redução ou da hélice. A turbina tem uma função em que a energia gasosa é convertida em energia mecânica, expandindo os gases quentes e de alta pressão em temperaturas e pressões mais baixas.
6. Escape
Depois que o gás passa pela turbina, ele é descarregado pelo escapamento. Principalmente a energia gasosa é convertida em energia mecânica com a ajuda de uma turbina, uma quantidade suficiente de energia permanece no gás de escape. Esse gás restante é acelerado através do duto convergente do escapamento para torná-lo mais útil à medida que o avião dirige.
Princípio de funcionamento da turbina a gás
O princípio básico sobre o qual a turbina a gás funciona é idêntico a todos os motores que são usados para extrair energia do combustível químico. Os 4 passos mais comumente conhecidos para qualquer motor de combustão interna são os seguintes:
1. Entrada de ar.
2.Compressão de ar.
3.Combustão, onde o combustível é injetado e convertido em energia armazenada.
4. Expansão e extinção, onde a energia convertida é aproveitada.
No caso de um motor a pistão como os motores usados nos carros ou como o motor do avião, as etapas envolvidas são a admissão, compressão, combustão e escape na cabeça do cilindro, mas em momentos diferentes conforme o pistão se move continuamente para cima e para baixo.
No caso de um motor de turbina, os mesmos quatro passos ocorrem ao mesmo tempo, mas em lugares diferentes. Devido a esta diferença fundamental a turbina possui várias seções do motor que são conhecidas como:
1.Seção de entrada
2. Seção do compressor
3. Seção de combustão
4.Turbine e seção de escape.
A seção da turbina do motor é responsável por produzir a potência utilizável no eixo como uma saída que é usada para acionar a hélice. Fora isso, deve ser fornecido com energia para acionar o compressor e os acessórios do motor. Isso é feito pela exposição ao gás de alta temperatura, pressão e velocidade, que é convertido da energia gasosa em energia mecânica na forma de uma potência de eixo.
Componentes e princípio da turbina a gás
A massa de ar fornecida deve ser muito alta, a qual deve ser fornecida à turbina para produzir a potência necessária. O ar que é fornecido é feito com a ajuda do compressor que extrai o ar e o leva para o motor onde é espremido para fornecer ar de alta pressão à turbina. O papel do compressor é converter a energia mecânica da turbina em energia gasosa na forma de pressão ou temperatura.
Caso o compressor e a turbinafosse 100% eficiente, o compressor teria fornecido todo o ar necessário para a turbina e, ao mesmo tempo, a turbina teria fornecido a energia necessária para acionar o compressor. Neste caso, existiria apenas uma máquina de movimento perpétuo, pois as perdas por atrito e as ineficiências do sistema mecânico não permitem que uma máquina de movimento perpétuo funcione adequadamente.
Além disso, também seria necessária alguma energia adicional além do ar para acomodar as perdas que estão sendo causadas. A saída de potência necessária é do motor que está logo atrás do compressor; portanto, mais energia deve ser adicionada ao ar para produzir o excesso de energia. A energia química do combustível é queimada e convertida em energia gasosa na forma de alta temperatura e alta velocidade, pois o ar precisa passar pelo próprio combustor. A energia gasosa é convertida novamente em energia mecânica da turbina que fornece a energia para acionar o compressor e o eixo.