Il principio di funzionamento di base di un motore a turbina a gas è il seguente:
1. L'aria viene aspirata nel motore attraverso un ingresso.
2. L'aria viene compressa da un compressore.
3. Il carburante viene iniettato nell'aria compressa e bruciato.
4. I gas caldi della camera di combustione si espandono attraverso una turbina, che converte la loro energia in lavoro meccanico.
5. I gas di scarico vengono espulsi dal motore attraverso un ugello.
Il compressore, la turbina e la camera di combustione sono tutti montati su un albero rotante. Quando i gas caldi si espandono attraverso la turbina, fanno ruotare l’albero. L'albero è collegato ad un riduttore, che riduce la velocità di rotazione e aumenta la coppia. Il riduttore viene quindi collegato al carico, che può essere qualsiasi cosa, da un generatore a un'elica.
I motori a turbina a gas sono molto efficienti e potenti. Possono produrre molta spinta o potenza per le loro dimensioni e peso. Inoltre bruciano relativamente in modo pulito, producendo meno emissioni rispetto ad altri tipi di motori.
Tuttavia, i motori a turbina a gas possono anche essere rumorosi e costosi da costruire e mantenere. Richiedono anche molto carburante per funzionare.
Nonostante questi inconvenienti, i motori a turbina a gas sono una scelta popolare per molte applicazioni grazie alla loro efficienza, potenza e pulizia.
Ecco una spiegazione più dettagliata di ciascuna delle cinque fasi del funzionamento di un motore a turbina a gas:
1. L'aria viene aspirata nel motore attraverso un ingresso. L'ingresso si trova solitamente nella parte anteriore del motore ed è progettato per dirigere l'aria nel compressore.
2. L'aria viene compressa da un compressore. Il compressore è una serie di pale rotanti che aumentano la pressione dell'aria. Ciò aumenta la densità dell'aria e la rende più combustibile.
3. Il carburante viene iniettato nell'aria compressa e bruciato. Il carburante è solitamente un liquido o un gas e viene iniettato nell'aria compressa attraverso un ugello. Il carburante e l'aria vengono quindi miscelati insieme e bruciati nella camera di combustione.
4. I gas caldi della camera di combustione si espandono attraverso una turbina, che converte la loro energia in lavoro meccanico. La turbina è una serie di pale rotanti che vengono fatte girare dai gas caldi. Questa rotazione della turbina fa ruotare l'albero.
5. I gas di scarico vengono espulsi dal motore attraverso un ugello. L'ugello si trova nella parte posteriore del motore ed è progettato per dirigere i gas di scarico lontano dal motore.
I gas di scarico di un motore a turbina a gas sono ancora molto caldi e possono quindi essere utilizzati per generare ulteriore potenza. Ciò avviene facendo passare i gas di scarico attraverso uno scambiatore di calore, che trasferisce il calore dai gas di scarico al fluido di lavoro. Il fluido di lavoro viene quindi utilizzato per azionare una turbina, che genera ulteriore potenza.
