Motori turbogas per aviazione

[kamy89]

si a quello....cmq carlo è una scuola,una delle dieci in italia che ha come specializzazioni l'indirizzo COSTRUZIONI AERONAUTICHE!!!

scusa fabio x questa cosa off topic

[kamy89]

Merda...non ho un garage...

neanch'io......

[Ro60]

Ciclo di funzionamento e flussi d’aria

 

Il motore turbogas è nella sua essenza, un motore termico, il quale utilizza l’aria quale fluido per fornire una spinta. Per consentire questo, l’aria passando attraverso il motore dev’essere accelerata; in questo modo la velocità o energia cinetica dell’aria viene aumentata. Per ottenere questo la forza di questa pressione viene prima di tutto accresciuta con il contributo del riscaldamento, prima della conversione finale ad energia cinetica nella forma di un getto di gas ad altissima velocità di efflusso.

 

 

Il ciclo di funzionamento di un motore turbogas è simile nelle sue fasi principali, a quello di un motore quattro tempi a pistone. Tuttavia nel motore turbogas, la combustione necessita di un apressione costante, mentre nel propulsore a pistone occorre un volume costante. I cicli di entrambi i motori mostrano come in ognuno dei casi ci sia: ASPIRAZIONE – COMPRESSIONE – COMBUSTIONE – SCARICO. Questi processi sono alternati nel caso del motore quattro tempi, chiamato anche CICLO OTTO ma avvengono in maniera continua nel motore turbogas. Nel propulsore a pistone solo una fase è utilizzata per la produzione di potenza mentre le altre sono necessarie per l’immissione, la compressione ed espulsione del fluido di lavoro. Il turbogas “elimina” i tre cicli “ a vuoto” e come conseguenza consente la combustione di una maggiore quantità di carburante in minor tempo; di conseguenza produce una grandissima potenza in rapporto ad una data misura di motore.

 

 

A causa delle azione continua del motore a turbina e che la camera di combustione non è uno spazio chiuso, la pressione dell’aria non aumenta, come quella del motore a pistone, durante la combustione ma ne aumenta volume. Questo processo viene definito come riscaldamento a pressione costante. In queste condizioni non vi sono picchi o fluttuazioni di pressione come nei motori a pistone dove i picchi di pressione raggiungono le 1.000 lb per pollice quadrato. Questi picchi di pressione rendono necessario l’impiego di cilindri di costruzione robusta e perciò pesante, non chè l’utilizzo di carburanti con elevato numero di ottano con lo scopo di aumentare il potere antidetonante. Per contro nel turbogas le camere di combustione sono leggere ed i carburanti hanno bassi numeri di ottano.

 

 

 

Il ciclo di funzionamento di cui sopra è nella sua forma più semplice rappresentato da quello raffigurato nel diagramma pressione-volume in figura.

Il punto A rappresenta l’aria a pressione atmosferica che viene compressa lungo la linea AB con il valore di pressione sull’asse delle ordinate. Nella linea BC avviene l’apporto di calore tramite la combustione a pressione costante di un carburante, quindi aumenta considerevolmente il volume. Le perdite di pressione nella camera di combustione sono evidenziate dalla discesa tra B e C. Da C a D i gas risultanti dalla combustione si espandono attraverso la turbina e scaricate attraverso il tubo di scarico in atmosfera. In questo ciclo parte dell’energia fornita dall’espansione dei gas viene convertita in energia meccanica dalla turbina; il resto, scaricato in atmosfera, fornisce la spinta propulsiva a getto.

 

 

 

Proprio perché il turbogetto è un motore termico, più alta è la temperatura della combustione e maggiore sarà l’espansione dei gas. La temperatura di combustione non può, ovviamente, superare i valori consentiti dal disegno e dai materiali utilizzati nella costruzione del motore.

 

 

L’utilizzo di palette per turbine raffreddate ad aria permette elevate temperature dei gas e di conseguenza una notevole efficienza termica.

Modificato 14 Marzo 2005 da Ro60

[Bubu]

Fiuuuu....e kuesta era la terza puntata....non c'e ke dire...ottimo..

[kamy89]

se continui così,ro60 non so se riesco a starti dietro....

[Ro60]

Be Kamy, il consiglio è quello che qualcuno ha già messo in atto: seleziona, CTRL+C, ti apri un foglio WORD, CTRL+V e via via ti salvi la tua dispensa... e se vi sono dubbi...chiedi pure, magari in MP.

 

Ciao e buona lettura!

[Bubu]

Ci saranno ancora altre puntate???

[Ro60]

Ci saranno ancora altre puntate???

Ti pare possibile che finisca qui? Dalla prossima si inizia e prosegue con questi argomenti:

 

-Compressore

-Combustore

-Turbina

-Scatole accessori

-Avviamento

-Lubrificazione

-Antincendio

-Metodi di costruzione ed assemblaggio

 

Ah...non scappate eh?!

 

Ciao!!!

[Bubu]

Non preokkuparti...restero inkollato al pc... B)

[kamy89]

Be Kamy, il consiglio è quello che qualcuno ha già messo in atto: seleziona, CTRL+C, ti apri un foglio WORD, CTRL+V e via via ti salvi la tua dispensa... e se vi sono dubbi...chiedi pure, magari in MP.

 

Ciao e buona lettura!

beh è quelllo che sto facendo!!!!:-D

[Ro60]

COMPRESSORE

 

Nel motore turbogas la compressione dell'aria prima del suo espandersi nella turbina è effettuata da due tipologie basilari di compressori: a flusso centrifugo o a flusso assiale. Entrambi sono azionati dalla turbina dello stesso motore e sono normalmente accoppiati direttamente all'albero della setssa.

 

 

Il compressore a flusso centrifugo può essere a singolo o doppio stadio impiega una centrifuga per accelerare l'aria ed un diffusore per produrre l'aumento di pressione. Il compressore a flusso assiale è una unità multi stadio costituita alternativamente da file di palette rotanti (rotore) e vani statorici (statore), per accelerare e e distribuire l'aria fino al raggiungimento della pressione richiesta.

 

 

Considerando gli svantaggi ed i vantaggi dei due tipi, il compressore centrifugo è solitamente di maggior robustezza rispetto al tipo assiale ed anche di progettazione e costruzione più semplici.

Il compressore assiale tuttavia, consuma molta più aria rispetto al centrifigo a parità di area frontale e può essere progettato per ottenere rapproti di compressione molto più elevati. Il flusso d'aria è un fattore molto importante per determinare la spinta complessiva. Questo, più la capacità di aumentare il rapporto di compressione aggiungendo ulteriori stadi, ha fatto si che questo sia il sistema maggiormente adottato nei progetti di questi propulsori. Naturalmente il compressore centrifugo è il favorito per applicazioni su piccoli motori dove la semplicità e la leggerezza superano i suoi svantaggi.

 

 

Questa tendenza a rapporti elevati di compressione che ha favorito l'adozione di compressori assiali trova la sua motivazione nel miglioramento in efficienza che si traduce in minori consumi di carbuarante per una data spinta.

 

 

IL COMPRESSSORE CENTRIFUGO

 

Il compressore centrifugo è costituito da una centrifuga singola o a doppia faccia ed occasionalmente a due stadi a lato singolo, ad esempio sul R&R DART.

La centrifuga è supportata in un involucro che contiene un anello di vani diffusori. Questi vani reindirizzano l'aria compressa, per effetto della forza centrifuga, in senso longitudinale.

 

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La turbina è portata in rotazione ad alta velocità dalla turbina e l'aria viene continuamente aspirata dal centro della centrifuga. L'azione centrifuga provoca un flusso radiale verso l'esterno della girante causando un accelerazione e quindi un aumento di pressione in corrispondenza dei vani diffusori. L'aria lasciando la girante, attraversa il diffusore con geometria divergente, aumenta cioè la sezione, convertendo l'energia cinetica in pressione. nella realtà si è soliti progettare il compressore in modo che circa il 50% della pressione viene ottenuta nella girante ed il restante nel diffusore come si può osservare nel grafico.

 

 

 

Per massimizzare il flusso d'aria e quindi l'aumneto di pressione attraverso il compressore, è necessario che la girante ruoti a velocità elevata, progettate per velocità fino a 1.600 ft al secondo (circa 500 m. al secondo).

 

 

Al fine di mantenere l'efficienza del compressore è necessario prevenire le perdite d'aria tra la girante e l'involucro: ciò è ottenuto riducendo al minimo possibile il gioco tra i due componenti.

 

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La costruzione del compressore è concentrata sulla girante , sul diffusore ed il sistema di prese d'aria. L'albero con la girante ruota su cuscinetti a sfere ed a rullini solidale con la turbina, oppure diviso in due tramite un accoppiamento a giunto meccanico per facilitare le operazioni di smontaggio.

 

 

La girante consiste in un disco forgiato con i vani disposti su di uno od entrambi i lati che formano passaggi convergenti con l'involucro del compressore.

I vani possono essere curvati all'indietro ma per una facilità realizzativa essi sono normalmente diritti in senso radiale. Per favorire l'ingresso dell'aria dal centro della girante, in questo punto i vani sono curvati nella direzione di rotazione.

 

 

L'assemblaggio della girante può essere parte integrante dell'involucro del compressore. Consiste in un certo numero di vani formati tangenzialmente alla girante. la luce tra girante e diffusore è un fattore importante , se troppo piccola può dar luogo a pulsioni che vengono trasferite al rotore causando pericolose vibrazioni.

 

Modificato 15 Marzo 2005 da Ro60

[Bubu]

Stai superando te stesso...

[Ro60]

Grazie per il caloroso consenso! Per non omettere nulla devo anche rinfrescarmi la memoria, grazie alla mia nutrita e ricca biblioteca proprio su questi dispositivi meccanici...

 

Grazie ancora!

[Bubu]

Aspettero kon ansia la prossima puntata...

[JackFlanker]

Grande Ro60!!!!!

 

Bellissime le tue lezioni!!!!

Me le sto tutte salvando e catalogando!!!!

[Ro60]

Per massimizzare il flusso d'aria e quindi l'aumneto di pressione attraverso il compressore, è necessario che la girante ruoti a velocità elevata, progettate per velocità fino a 1.600 ft al secondo (circa 500 m. al secondo).

Scusate, esiste una incongruenza, la velocità segnata della girante, quella periferica ovviamente è di 500 m/secondo ma così significa 1.800 km/ora, ben al di sopra della velocità supersonica, mach 1,5. Non comprendo questo, il dato è tratto da alcune tabelle su questo tipo di motori ma penso che possa essere errato.

Direi che se qualcuno di voi ha modo di discutere la questione con un professore ad esempio...

Fatemi sapere e fino a prova contraria prendete quel dato con le molle e dovute riserve.

Per certo vi posso dire che il mio micromotore a getto, con girante centrifuga del diametro di circa 113 mm raggiunge i 120.000 g/min ed ingoia 300 grammi al minuto di JET A1...ma la sua velocità periferica è certamente inferiore a quella transonica.

 

Strano quel dato...

 

Se qualcuno ha notizie.

[argonauta]

mitticoo

informazioni utilissime grazie...

[Bubu]

Ci saranno ancora altre puntate???

Ti pare possibile che finisca qui? Dalla prossima si inizia e prosegue con questi argomenti:

 

-Compressore

-Combustore

-Turbina

-Scatole accessori

-Avviamento

-Lubrificazione

-Antincendio

-Metodi di costruzione ed assemblaggio

 

Ah...non scappate eh?!

 

Ciao!!!

Allora???Kuando la prossima r060???ora ci devi parlare del 'combustore'....

[kamy89]

la turbina mi piace di più........

[Ro60]

Manca ancora il secondo tipo di compressore e cioè quello assiale. Lo stò preparando ma devo ancora inviare le foto da uppare a Fabio. Vi domando scusa per il ritardo...

 

Ciao!!! E grazie per l'attesa.

[admin]

Ro60, ti stanno assalendo!!!

 

Stai risquotendo un grande successo...complimenti!

 

Inviami le foto quando vuoi, che te le uppo!

[Bubu]

la turbina mi piace di più........

Andiamo per fila ke e meglio...

[Ro60]

Copiato Fabio, ancora grazie a tutti! Non ero così sicuro che questo argomento estremamente tecnico potesse ottenere un gradimento così elevato. Davvero, sono senza parole...Questo mi incoraggia maggiormente e mi piacerebbe fare il prossimo sullo spillone, tecnica estrema ovviamente.

[Bubu]

... e mi piacerebbe fare il prossimo sullo spillone...

Spillone????

Modificato 19 Marzo 2005 da Carlo

[Ro60]

... e mi piacerebbe fare il prossimo sullo spillone...

Spillone????

Aiuto, questi sono segnale drammatici ed inequivocabili...Siete così giovani da non conoscere il LOCKEED F-104 STARFIGHTER (CACCIATORE DI STELLE), soprannominato anche widowmaker, a missle with a man on it, ma in Italia SPILLONE, soprannome dovuto alla sua linea molto allungata ed appuntita, ali quasi inesistenti.