Turbogetto semplice e turbina

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Iris
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Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da Iris » 14 settembre 2018, 18:34

Salve a tutti,
sto studiando il ciclo Joule-Brayton di un turbogetto semplice e mi è chiaro che tutto si basa su compressione (presa d'aria e compressore) ed espansione (turbina ugello) al fine di ottenere un certo lavoro utile per avere una certa velocità del getto.
Cioè il fluido attraversa la presa d'aria inizia una prima compressione, dopo di che va nel compressore dove viene compresso ulteriormente in modo tale che quando va in camera di combustione sia a una temperatura tale da innescare la reazione chimica con il kerosene dopo di che mediante una miscelazione con aria viene abbassata la temperatura del miscuglio per non distruggere la turbina, quindi va in turbina e il fluido di espande poi nell'ugello e continua a espandere e finalmente abbiamo una velocità di uscita del getto e una spinta.
(Ovviamente l'ho studiato in modo moooolto più dettagliato)

Quello che però non mi è chiaro è la fisica più che le formule, in particolare:
quello che non riesco a capire è perchè la turbina deve ruotare per espandere, cioè ogni paletta della turbina è un profilo alare mi è chiarissimo, ma perchè ruotando aumenterebbe l'espansione ? e poi perchè il passaggio del fluido a una determinata temperatura e pressione dovrebbe far ruotare la turbina?


Spero di aver spiegato bene qual è il mio dubbio >.< nel caso abbia sbagliato sezione ditemelo subito che cancello il post e lo sposto ! :)

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Luke3
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Re: Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da Luke3 » 14 settembre 2018, 18:59

La turbina in se non serve a causare l'espansione. Quella avviene automaticamente nel momento che il fluido ad alta pressione uscito dalla camera di combustione scorre verso la zona di bassa pressione a valle (ossia l'ugello, la cui fine é a pressione atmosferica). La turbina serve per estrarre lavoro dal fluido, e questo lavoro viene usato per far girare a sua volta il compressore. La turbina gira perché le palette vengono attraversate da un flusso ad alta velocità, causato dal differenziale di pressione. L'unica cosa che mi viene in mente é che estraendo lavoro la turbina accentua il differenziale di pressione.

Iris
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Re: Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da Iris » 14 settembre 2018, 19:09

Ti ringrazio innanzitutto per la risposta.
Mi è chiaro che il lavoro utile della turbina serve solo per far girare il compressore, però non capisco qual è l'utilità della rotazione della turbina e del compressore....cioè detto in maniera "brutalissima" io immagino la turbina come tanti piccoli profili alari che sono disposti con il ventre in direzione dell' "aria che arriva"; in modo tale che la pressione diminuisca (cioè come succede con il profilo alare delle ali di un aereo per creare la portanza) dopo essere passato attraverso le palette della turbina.

Sperando di non aver detto una boiata :mrgreen: , quello che non capisco è perchè turbina e compressore devono ruotare, cioè cosa mi comporta la rotazione.

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Re: Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da tartan » 15 settembre 2018, 23:25

Iris ha scritto:Ti ringrazio innanzitutto per la risposta.
Mi è chiaro che il lavoro utile della turbina serve solo per far girare il compressore, però non capisco qual è l'utilità della rotazione della turbina e del compressore....cioè detto in maniera "brutalissima" io immagino la turbina come tanti piccoli profili alari che sono disposti con il ventre in direzione dell' "aria che arriva"; in modo tale che la pressione diminuisca (cioè come succede con il profilo alare delle ali di un aereo per creare la portanza) dopo essere passato attraverso le palette della turbina.

Sperando di non aver detto una boiata :mrgreen: , quello che non capisco è perchè turbina e compressore devono ruotare, cioè cosa mi comporta la rotazione.
La portanza di ogni paletta?
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Re: Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da flyforever85 » 2 novembre 2018, 6:06

Iris ha scritto:Ti ringrazio innanzitutto per la risposta.
Mi è chiaro che il lavoro utile della turbina serve solo per far girare il compressore, però non capisco qual è l'utilità della rotazione della turbina e del compressore....cioè detto in maniera "brutalissima" io immagino la turbina come tanti piccoli profili alari che sono disposti con il ventre in direzione dell' "aria che arriva"; in modo tale che la pressione diminuisca (cioè come succede con il profilo alare delle ali di un aereo per creare la portanza) dopo essere passato attraverso le palette della turbina.

Sperando di non aver detto una boiata :mrgreen: , quello che non capisco è perchè turbina e compressore devono ruotare, cioè cosa mi comporta la rotazione.
Ti diro' che non c'ho mai pensato piu' di tanto e l'unica risposta che mi viene in mente dopo un po' di letture e' che e' l'unico modo per tenere il fluido proseguire per la stessa direzione Ragioniamo per assurdo che forse e' piu' facile:
hai un motore fatto solo di statori: il fluido arriva alla prima fila di palettamento e la sua direzione viene deviata dal profilo alare dello statore quindi incontra una seconda fila di palettamento fermo e devia nuovamente la sua direzione... Ammesso e concesso che non stalli dovuto all'inclinazione del palettamento.

Se ti guardi i triangoli di velocita' di un fluido in un qualunque stadio (rotore statore) di un turbojet, ti accorgi che la velocita' del fluido e' sempre parallela all'asse del motore e sempre minore (alias meno pressione dinamica quindi piu' pressione statica).
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Re: Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da Nitrox416 » 2 novembre 2018, 20:05

Non sono un esperto ma qualcosa ho studiato, quello che devi considerare è che l'unico modo che abbiamo per somministrare lavoro a un fluido è aumentare la sua velocità in termini assoluti, la maniera più semplice per ottenere questo è forzarlo a girare ciò permette di variare solo la velocità senza che si perda in termini di temperatura o pressione come avviene in un ugello. L'aumento di velocità viene poi convertito in pressione in un compressore dagli statori, viceversa in velocità in una turbina.
Se l'argomento ti interessa ti consiglio di leggerti qualche testo sul lavoro di eulero nei corsi universitari di macchine

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Re: Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da Lampo 13 » 2 novembre 2018, 21:10

Premetto che non è materia mia, ma per avere una spinta senza parti in movimento è necessaria una velocità molto elevata in ingresso, questa cosa è utilizzata nello statoreattore che non ha né compressore né turbina per farlo girare. Per funzionare ha bisogno di mantenere velocità molto elevate, non ci si può decollare, ad esempio.
Se ben ricordo il Blackbird aveva dei motori che funzionavano come turboreattori a bassa velocità per poi cambiare configurazione una volta raggiunte velocità elevate. Credo che il compressore serva proprio ad accelerare il flusso dell'aria nel motore.

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Re: Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da Nitrox416 » 3 novembre 2018, 12:20

Preciso quanto stai dicendo aggiungendo che negli statoreattori servono elevate velocità in ingresso di molto superiori a mach uno per sfruttare i fenomeni di compressibilitá del fluido che servono a fargli aumentare la temperatura a tal punto da innescare la reazione di combustione, sostituendo di fatto il compressore.
Ciò è utilizzato nel volo supersonico o ipersonico perché i compressori funzionano al meglio a velocità subsoniche o soniche, pena aumento di vibrazioni, stress, fenomeni di blocco sonico e perdita di efficienza
Di fatto nei motori areonautici turbogetto, scramjet e quelli spaziali a razzo, ciò che si sfrutta sempre è l'espansione di gas in seguito a una reazione chimica in grado di generare una variazione di portata in massa che genera spinta. Compressori o i condotti che sfruttano gli statoreattori sono solo mezzi per raggiungere quelle condizioni di reazione chimica

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Re: Turbogetto semplice e turbina

Messaggio da Guren » 5 novembre 2018, 2:07

i pulsogetti funzionano anche da fermi e non sono che un tubo con una valvola frontale prima della camera di combustione, un iniettore per il combustibile e una candela che innesca la scintilla
Ciao, Marco
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quante volte puo' riuscire un uomo
a fermare le lacrime di una donna?

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