Descrizione generale di un Gruppo Turbogas


Descrizione generale di un gruppo turbogas

Il gruppo turbogas, nella sua configurazione più semplice, è costituita da un compressore calettato sullo stesso albero di una turbina e da una camera di combustione situata tra questi due componenti. L'insieme compressore-turbina-albero è detto gruppo (in inglese spool). In un motore possono essere presenti più gruppi (in genere due, più raramente tre) che ruotano a velocità differenti in modo da ottimizzare il rendimento di compressione.

Il principio di funzionamento è il seguente: l'aria è aspirata e compressa dal compressore che la immette in camera di combustione. Qui viene miscelata al combustibile che, con la sua ossidazione, innalza l'entalpia della corrente gassosa che prosegue il suo percorso passando negli stadi della turbina dove ha la possibilità di espandersi, cedendo energia alla turbina stessa. La turbina trascina il compressore e l'energia netta risultante viene utilizzata direttamente come energia meccanica nel campo delle applicazioni industriali, ad esempio per trascinare macchine, nel campo della propulsione aeronautica per trascinare eliche (turboalbero, turboelica) o per fornire la spinta (turbogetto, turboventola), oppure, in campo energetico, trasformata in energia elettrica mediante un alternatore accoppiato alla turbina.

Da un punto di vista termodinamico, il funzionamento ideale delle turbine a gas è descritto dal ciclo Brayton, in cui l’aria è compressa isoentropicamente, la combustione avviene a pressione costante e l’espansione nella turbina avviene isoentropicamente fino alla pressione di aspirazione.

Nel ciclo reale si ha invece:

Compressione non isoentropica – dato un certo rapporto di compressione, l'entalpia allo scarico del compressore è più alta rispetto a quella ideale (è necessario un maggiore lavoro di compressione per ottenere la stessa pressione di uscita).
Espansione non isoentropica - dato un certo rapporto di compressione, l'entalpia allo scarico della turbina è più alta rispetto a quella ideale (minore lavoro di espansione disponibile a parità di pressione di uscita).
Perdite di carico in camera di combustione – riducono il salto di pressione disponibile per l’espansione e quindi anche il lavoro utile.

Fonte: Wikipedia