Turbina - Turbinele utilizate pentru antrenarea compresoarelor centrifugale

Turbina - Turbinele utilizate pentru antrenarea compresoarelor centrifugale

Turbinele utilizate pentru antrenarea compresoarelor centrifugale pentru supraalimentarea motoarelor pot fi:axiale, radial-axiale (centripete) si radiale. La turbina axiala, curentul de gaze se deplaseaza prin rotor paralel cu axa de rotatie in timp ce la turbina radiala se deplaseaza centripet (fig.18.13).

Principiul de functionare al unei turbine este urmatorul: gazele arse intra in aparatul director se destind in ajutaje si se accelereaza de la viteza C₀ pana la viteza C₁. Gazele trec apoi prin reteaua de palete a rotorului si ies cu viteza C₂<C₁.

Forta centrifuga produce momentul necesar rotirii rotorului turbinei (Fig.18.14).

Lucrul mecanic ce ia nastere in turbina este rezultatul destinderii gazelor in difuzor unde energia interna a gazelor se transforma in energia cinetica si variatia vitezei gazului intre palete unde energia cinetica se transforma in lucru mecanic.

Lucrul mecanic adiabatic elementar al turbinei se poate exprima cu urmatoarea relatie.

(18.15)

Daca se tine seama ca transformarea se considera adiabatica:

(18.16)

Lucrul mecanic la arborele turbinei este mai mic decat l_at datorita pierderilor interne ale turbinei, pierderi ce se apreciaza cu ajutorul randamentului interior al turbinei _t care se poate scrie:             , respectiv: _t = (0,62.0,70)

Lucrul mecanic la arborele turbinei va fi:

(18.17)

Caldura specifica a gazelor arse c_pg este functie de temperatura si compozitia gazelor de evacuare. Ea se calculeaza pentru o temperatura medie         T = ( T_t + T₂) / 2

Exponentul adiabatic al gazelor arse se calculeaza cu relatia:

(18.18)

unde:   T_t - temperatura la intrarea in turbina;

T₂ - temperatura la iesirea din turbina.

Puterea dezvoltata de turbina va fi unde este debitul de gaze arse.

Debitul masic de gaze arse se poate calcula cu urmatoarea relatie:

(18.19)

Din egalitatea puterilor compresorului si turbinei P_s=P_t se poate determina gradul de supraalimentare.

(18.20)

 - factor ce tine seama de varianta presiunii in cazul supraalimentarii de presiune variabila:

 = 1 pentru supraalimentarea de presiune constanta.

Inlocuind l_as si l_at rezulta:

(18.21)

Daca se noteaza cu: si             

Se poate scrie:

(18.22)

Temperatura gazelor arse inaintea turbinei se poate calcula cu urmatoarea relatie:

(18.23)