TURBINA A GAS FIAT general eletric LM2500    

Un generatore a turbina a gas consiste di tre parti fondamentali : 

GENERATORE DI GAS

L'avviamento della turbina a gas avviene idraulicamente tramite una "pompa di lancio" azionata da un altro motore. L'avviatore mette in movimento il generatore del gas portandolo ad una velocità alla quale può autosostentarsi. Inizia allora la fase di aspirazione di aria dall'esterno tramite una serie di filtri sistemati lungo la condotta. Quà troviamo un grosso filtro che oltre alla funzione di filtro ha il compito di regolatore di aria che si immette lungo la condotta e arriva giù all'interno del modulo.

L'aria così convogliata passa attraverso delle palette direttrici d'entrata e quindi un compressore a flusso assiale a 16 stadi per essere compressa per la combustione secondo un rapporto 16:1. Le palette direttrici d'entrata e le palette dei primi 6 stadi sono orientabili (a geometria variabile) in funzione della temperatura d'immissione nel compressore e della velocità dello stesso. Il rotore del compressore è una struttura tamburo/disco. 

Sono presenti in ingresso un sensore della temperatura di immissione nel compressore ed una sonda di rilevazione della pressione totale di immissione. I materiali usati per i tamburi ed i dischi del rotore sono il Titanio e l' Inconel 718. Le palette orientabili dello statore del compressore sono azionate da una coppia di leve principali. 

L'aria così compressa arriva nella camera di combustione che ha forma anulare . Attorno ad essa sono presenti 30 polverizzatori che provvedono a "spruzzare" il combustibile all'interno in cui c'è una elevata pressione. La superficie interna della cupola è protetta dall'alta temperatura di combustione da un velo di aria di raffreddamento. Inoltre dei tamburi sagomati a Venturi impediscono l'accumulo di particelle di carbonio sulle estremità degli ugelli combustibile.

La parte centrale della turbina viene detta  sezione turbina ad alta pressione  composta dal rotore della turbina ad alta pressione ( costituito da un albero anteriore conico con due dischi muniti di palette ) che estrae energia dal flusso dei gas ed aziona il rotore del compressore con il quale è accoppiato meccanicamente. Le palette del distributore turbina dirigono il gas ad alta temperatura dalla camera di combustione verso le palette del rotore attribuendogli la velocità e l'angolazione ottimali. In particolare, il telaio mediano della turbina sostiene l'estremità anteriore della turbina di potenza. Esso contiene il condotto di raccordo attraverso il quale i gas fluiscono dalla sezione turbina ad alta pressione alla turbina di potenza. Il rotore della turbina ad alta pressione è raffreddato da un flusso continuo di aria attraverso degli opportuni fori praticati sul supporto del primo stadio del distributore. Quest'aria raffredda l'interno del rotore , entrambi i dischi e le palette stesse. 

La parte iniziale della sezione generatore di gas è caratterizzata dalla presenza di un separatore aria/olio. Scopo di questo dispositivo è recuperare l'olio che si perde sotto forma di vapore dalle varie coppe ( munite ciascuna di valvola di sfiato ) e, attraverso un apposito elemento della pompa del lubrificante, reimmetterlo nell'impianto. Ciò è possibile per mezzo di una girante di cui il separatore è munito. L'olio attraversa quest'ultima e viene raccolto al suo interno. Successivamente piccoli fori nei segmenti della girante permettono all'olio raccolto di essere scaricato verso il corpo esterno del separatore.

TURBINA DI POTENZA

Consiste di : rotore della turbina di potenza, statore della turbina di potenza, telaio posteriore della turbina. Il rotore della turbina di potenza è costituito da 6 dischi aventi ognuno distanziatori solidali. Le palette di tutti gli stadi contengono anelli esterni con estremità interbloccanti per limitare il livello delle vibrazioni. 

Lo statore invece si può smontare in due metà simmetriche e contiene le palette distributrici degli stadi dal 2 al 6. Quelle del primo stadio fanno parte dell'assieme telaio intermedio della turbina.

Il telaio posteriore costituisce il percorso del flusso di scarico della turbina di potenza. In essa sono inoltre ricavate le condutture per la lubrificazione, recupero e sfiato. Inoltre sono presenti dei sensori per il rilevamento della velocità della turbina di potenza.

Infine l'asse uscente dal modulo attraversa un riduttore di giri per poi azionare la pompa di un idrogetto (oppure un elica).

COMBUSTIBILE L'impianto del combustibile regola e distribuisce il combustibile alla sezione di combustione del generatore del gas per controllare la velocità dello stesso. La velocità della turbina di potenza non è controllata direttamente, ma è stabilita dal livello di energia del flusso dei gas prodotti dal generatore del gas. Per garantire un rifornimento di combustibile adeguato al funzionamento della turbina a gas, la pompa del combustibile possiede una capacità di flusso maggiore di quanto la turbina necessiti. Il filtro è ad alta pressione montato sulla pompa del combustibile. Nella testa si trova una valvola di derivazione di sicurezza, mentre nel bicchiere è alloggiato l'elemento filtrante. Quest'ultimo, la cui classificazione lo mette in grado di bloccare corpuscoli più grandi di 46 micron (a conferma della purezza della nafta di cui necessita una turbina a gas), impedisce che questi corpuscoli contaminanti vengano trascinati nel controllo principale combustibile.

UGELLI PER IL COMBUSTIBILE Il combustibile entra negli ugelli attraverso un tubo individuale rinchiuso in un tubo che funge da barriera contro le perdite. I 30 ugelli producono lo schema di vaporizzazione desiderato in un ampia gamma di diversi flussi di combustibile.

MODULO TURBINA A GAS Il modulo comprende la turbina a gas montata su un basamento rigido e circondata da pareti isolanti contro il rumore e il calore. Questo modulo comprende delle porte a vetri stagne per l'accesso del personale per la manutenzione. In particolare una porta in corrispondenza del canale d'entrata d'aria ed una in corrispondenza dei polverizzatori. L'interno è dotato di impianto di illuminazione. Pensate cosa succederebbe in macchina se la turbina non fosse isolata dalle pareti.Verrebbe praticamente aspirato tutto quanto si trovi nelle vicinanze !!! L'immagine seguente mostra quanto detto.

VANTAGGI E SVANTAGGI DELLA TURBINA A GAS

L' ATERNATORE

In linea di principio un alternatore è costituito da una spira che è fatta ruotare ell'interno di un campo magnetico. Esso trasforma energia cinetica in energia elettrica, sfruttando la variazione del flusso magnetico attraverso la superficie della spira. A sinistra è disegnato il profilo della spira vista dall'uomo che ruota la manovella. A zero radianti, quando la spira è orizzontale, il flusso del campo magnetico è massimo, poi diminuisce e si annulla dopo una rotazione di p/2. Diventa quindi negativo e raggiunge il valore piu' basso a p. Nel corso di questa mezza rotazione il flusso continua a diminuire e la corrente indotta circola sempre nello stesso senzo: inizialmente la forza elettromotrice vale 0, ma essa ha il valore massimo quando la spira è a p/2 (posizione 3). Da p fino a 2p il flusso, dopo aver raggiunto il minimo, riprende ad uamentare fino a raggiungere il valore massimo e la corrente indotta circola in senzo contrario.