Analisi termodinamica di un motore a turbina a gas per impieghi aeronautici con processo di combustione a volume costante

Conventional gas turbine engines use constant pressure combustion, the pressure increase is obtained only by the compressor driven by the turbine, while in Pressure Gain Combustion (PGC) the combustion process takes place at constant volume. The main characteristic of these engines is that the pressure increase Takes place mainly in the combustion chamber Instead of the compressor, this provides the turbine with a high level of enthalpy, allowing to obtain high efficiency and specific work. By means of a thermodynamic numerical model, combustion at constant volume is simulated and the behavior of the turbine is subjected to an unsteady flow. The code computes the main performance of an ideal and real PGC engine (losses in turbomachinery), In particular, the specific work and thermodynamic efficiency, highlighting the importance of having turbines with high efficiency.

I motori a turbina a gas convenzionali usano una combustione a pressione costante. In essi l’aumento di pressione è ottenuto solamente dal compressore azionato dalla turbina. Nei Pressure Gain Combustion (PGC), invece, il processo di combustione avviene a volume costante. La principale caratteristica di questi motori è che l’aumento di pressione avviene in larga misura nella camera di combustione, rispetto al compressore. Ciò mette a disposizione della turbina un elevato livello di entalpia, permettendo cosi di ottenere elevato rendimento e lavoro specifico. Per mezzo di un modello numerico termodinamico viene simulato una combustione a volume costante e il comportatmento della turbina soggeta a un flusso non stazionario; Il codice calcola le prestazioni di un motore PGC ideale e reale (perdite nelle turbomacchine), in particolare il lavoro specifico e il rendimento termodinamico, evidenzido l’importanza di avere turbine con elevato rendimento.