Una turbina es una máquina que extrae energía de un fluido en movimiento y la convierte en trabajo. En los álabes de la turbina, el aire se expande, lo que produce trabajo. En muchos sentidos, las turbinas son lo opuesto a los compresores.
" Turbina de reacción de dos etapas " de SMYahya - Turbomachinery. Con licencia de dominio público a través de Commons .
Las turbinas utilizadas en los aviones son turbinas de flujo axial, que emplean múltiples etapas para extraer trabajo del aire que sale de la cámara de combustión.
Las turbinas tienen dos partes: las boquillas estacionarias (o estatores) y los rotores móviles. El propósito de las boquillas es girar el flujo entrante para que incida sobre los rotores en el ángulo correcto, mientras que los rotores extraen el trabajo real del fluido.
" Triángulo de velocidad para una etapa de turbina axial " por SMYahya - Turbomachinery. Con licencia de dominio público a través de Commons .
Básicamente, los rotores son 'girados' por el fluido entrante como se muestra arriba, lo que produce trabajo para girar el eje (que hace funcionar el compresor). En el caso de los motores turborreactores (y en cierta medida los turboventiladores), la presión del aire disminuye, mientras que la velocidad aumenta. Esto proporciona el empuje requerido.
El mecanismo principal por el cual las palas de la turbina giran es que el flujo hace girar las palas del rotor golpeándolas, en lugar de que se produzca alguna sustentación.
Intentaré responder a la pregunta aunque no soy ingeniero. Cada carrete (N1, N2, etc.) tiene un compresor en la parte delantera y una turbina en la parte trasera. El compresor es un conjunto de palas de rotor seguidas de paletas de estator. Esta es una etapa de compresión. La turbina tiene la configuración opuesta: las paletas del estator seguidas de las palas del rotor. Son turbinas de impulso puro o turbinas de impulso/reacción. Puede consultar la wikipedia para ver el principio de funcionamiento de la turbina.
Ahora el aire quemado a alta velocidad que sale de las cámaras de combustión pone la turbina en movimiento. La turbina mueve el eje, el eje mueve el compresor, el compresor alimenta la cámara de combustión con aire comprimido y ese ciclo continúa mientras haya combustible en las cámaras.
Aquí hay un diagrama de cómo se "pone en movimiento" la turbina. Las flechas rojas muestran cómo se guía el flujo de aire desde las boquillas hasta las palas de una turbina impulsiva.
Fuente de la imagen: trabajo propio
Las paletas del estator son convergentes y el aire que pasa por las boquillas resultantes se acelera. A medida que el aire acelerado impacta en las palas curvas del rotor, provocan fuerzas aerodinámicas en ellas, similares a las que se producen en un ala (como ya han dicho otros). Estas fuerzas ponen la turbina en movimiento.
EDITAR: imagen añadida y descripción corregida de las etapas del compresor y la turbina
impulse turbine
, que convierte la presión en impulso a través de una boquilla y el impulso en trabajo. El otro extremo del espectro es a reaction turbine
, que convierte la presión directamente en trabajo. En realidad, las turbinas a reacción son una combinación (optimizada por computadora) de los dos.
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