Composants et principe de la turbine à gaz
Composants de turbine à gaz etPrinceiple: –Une turbine à gaz est un type de moteur à combustion interne dont le fluide de travail est l'air lui-même. Le moteur est utilisé pour extraire l'énergie chimique du carburant et est également utilisé pour convertir l'énergie chimique en énergie mécanique en utilisant l'énergie gazeuse comme fluide de travail pour entraîner le moteur et l'hélice, ce qui, à son tour, propulse l'avion.
Composants de turbine à gaz
1. Entrée
L'air doit être maintenu sans restriction à partir du conduit et le conduit d'admission doit également rester propre et propre afin de maintenir le moteur en bonne santé. Il est suggéré de fournir un flux d'air propre et non perturbé à l'entrée qui, lorsqu'il est fourni au moteur, augmente son efficacité et protège le moteur de l'érosion, de la corrosion ou de tout dommage.
Il est également suggéré que les carénages soient installés dans le conduit d'admission d'air du moteur et le conduit d'admission pour s'assurer que les pertes de flux d'air sont minimales par rapport à toutes les conditions du flux d'air.
2. Compresseur
Le compresseur est celui qui est chargé de fournir à la turbine la quantité d'air nécessaire pour la faire fonctionner de manière efficace. De plus, il est nécessaire de fournir de l'air à une pression statique très élevée. Le rapport généralement connu de la pression au niveau du compresseur arrière à la pression au niveau du compresseur avant est de 9:5.
3. Diffuseur
L'air sort par les aubes directrices du compresseur où les composants du flux d'air sont convertis en un flux linéaire. Après cela, l'air entre dans la section du diffuseur qui est un conduit divergent. La fonction de base d'un diffuseur est aérodynamique.
4. Chambre de combustion
Une fois que l'air a traversé le diffuseur, il entre dans la section de combustion appelée chambre de combustion. La section de combustion a une tâche qui contrôle la combustion du carburant et de l'air. La chaleur dégagée doit être telle que l'air se dilate et s'accélère afin de fournir un flux régulier et stable pour un gaz uniformément chauffé dans toutes les conditions de fonctionnement. Il est obligatoire d'accomplir la tâche avec un minimum de perte de pression et un maximum de dégagement de chaleur.
5. Turbine
Un turbomoteur comporte une turbine à quatre étages qui sert à convertir l'énergie gazeuse de l'air carburant en une énergie mécanique pour déplacer le compresseur à l'aide d'un réducteur ou de l'hélice. La turbine a une fonction dans laquelle l'énergie gazeuse est convertie en énergie mécanique en dilatant les gaz chauds et à haute pression à une température et une pression plus basses.
6. Échappement
Une fois que le gaz a traversé la turbine, il est évacué par l'échappement. La plupart du temps, l'énergie gazeuse est convertie en énergie mécanique à l'aide d'une turbine, une quantité suffisante d'énergie reste dans les gaz d'échappement. Ce gaz restant est accéléré à travers le conduit convergent de l'échappement pour le rendre plus utile lorsque l'avion roule.
Principe de fonctionnement de la turbine à gaz
Le principe de base sur lequel fonctionne la turbine à gaz est identique à tous les moteurs qui servent à extraire l'énergie du combustible chimique. Les 4 étapes les plus connues pour tout moteur à combustion interne sont les suivantes :
1. Prise d'air.
2.Compression d'air.
3. Combustion, où le carburant est injecté et transformé en énergie stockée.
4.Expansion et extinction, où l'énergie convertie est mise à profit.
Dans le cas d'un moteur à piston comme les moteurs utilisés dans les voitures ou comme moteur d'avion, les étapes impliquées sont l'admission, la compression, la combustion et l'échappement dans la culasse, mais à des moments différents lorsque le piston monte et descend continuellement.
Dans le cas d'un moteur à turbine, les quatre mêmes étapes se produisent aussi en même temps mais à des endroits différents. En raison de cette différence fondamentale, la turbine comporte différentes sections de moteur appelées :
1. Section d'entrée
2.Section compresseur
3.Section de combustion
4.Turbine et section d'échappement.
La section turbine du moteur est responsable de la production de la puissance utilisable de l'arbre comme sortie qui est utilisée pour entraîner l'hélice. En dehors de cela, il doit être fourni avec la puissance nécessaire pour entraîner le compresseur et les accessoires du moteur. Cela se fait par l'exposition au gaz à haute température, pression et vitesse qui est converti de l'énergie gazeuse en énergie mécanique sous la forme d'une puissance d'arbre.
Composants et principe de la turbine à gaz
La masse d'air fournie doit être très importante et est censée être fournie à la turbine pour produire la puissance requise. L'air qui est fourni se fait à l'aide du compresseur qui extrait l'air et l'amène dans le moteur où il est pressé pour fournir de l'air à haute pression à la turbine. Le rôle du compresseur est de convertir l'énergie mécanique de la turbine en énergie gazeuse sous forme de pression ou de température.
Au cas où le compresseur et la turbineétaient efficaces à 100 %, le compresseur aurait fourni tout l'air nécessaire à la turbine et, en même temps, la turbine aurait fourni la puissance nécessaire pour entraîner le compresseur. Dans ce cas, seule une machine à mouvement perpétuel existerait car les pertes par frottement et les inefficacités du système mécanique ne permettent pas à une machine à mouvement perpétuel de fonctionner correctement.
En dehors de cela, une énergie supplémentaire serait également nécessaire autre que l'air pour compenser les pertes qui sont causées. La puissance de sortie requise provient du moteur qui se trouve juste au-delà du compresseur ; il faut donc ajouter plus d'énergie à l'air pour produire l'excès de puissance. L'énergie chimique du combustible est brûlée et convertie en énergie gazeuse sous la forme d'une température élevée et d'une vitesse élevée lorsque l'air doit traverser la chambre de combustion elle-même. L'énergie gazeuse est reconvertie en énergie mécanique de la turbine qui fournit la puissance d'entraînement du compresseur et de l'arbre.