Principio di funzionamento Gruppo Turbogas


Principio di funzionamento Gruppo Turbogas

Come per qualunque macchina termica, un'alta temperatura di combustione produce un alto rendimento, come dimostrato dal ciclo ideale di Carnot, col quale si dimostra che il rendimento è tanto più elevato quanto più è alta la differenza tra temperatura massima e minima del ciclo. Il fattore limitante è la capacità dei materiali che costituiscono la macchina (acciaio, superleghe a base nichel e materiali ceramici) di resistere allo scorrimento viscoso (creep), tipico delle alte temperature, e delle sollecitazioni meccaniche cui si trovano ad operare. La ricerca si è dunque concentrata verso tecniche volte al raffreddamento dei componenti, le quali consentono alle palette più sollecitate, quelle della turbina, di resistere continuativamente a temperature superiori a 1 500 K.[2]

In molte applicazioni si cerca anche di recuperare il calore allo scarico, altrimenti dissipato. I rigeneratori sono scambiatori di calore che trasferiscono il calore dei gas di scarico all’aria compressa, prima della combustione. Nella configurazione del ciclo combinato, la caldaia a recupero trasferisce il calore ad un sistema che alimenta una turbina a vapore. Nel caso della cogenerazione il calore recuperato serve per produrre acqua calda. Gli impianti che sfruttano questo recupero di calore sono definiti impianti combinati, in quanto combinano il ciclo Brayton-Joule del turbogas con quello Rankine della turbina a vapore.

In generale, al diminuire della taglia della turbina aumenta la velocità di rotazione dell'albero (o degli alberi), in quanto la velocità periferica delle pale è un limite progettuale. I motori aeronautici operano intorno ai 10.000 giri/min (sezione di alta pressione) e le microturbine intorno ai 100 000 giri/min.

Fonte: Wikipedia