Turbinas

12. Turbinas a Gás
12.1. Introdução
A primeira turbina a gás foi desenvolvida a cerca de 150 anos, a partir dos conhecimentos adquiridos com a evolução dos motores térmicos.
A turbina a gás é uma máquina térmica na qual se aproveita diretamente a energia liberada na combustão, armazenada nos gases produzidos que se expandem, de forma parecida que o vapor nas turbinas a vapor, sobre as palhetas móveis de um rotor.
O grande avanço nas turbinas a gás ocorreu na época da 2a Guerra Mundial devido a aeronáutica, que tinha necessidade de aumentar a velocidade de seus aviões e continuou com a industrialização após a 2a Guerra, com a instalações de potência a gás.
Por fim, com o desenvolvimento da metalurgia nos últimos 30 anos foi possível obter materiais que suportam temperaturas mais elevadas (superiores a 500oC) e que permitiram o desenvolvimento das turbinas a gás modernas.
12.2. Elementos Construtivos
A turbina a gás é mais simples que podemos imaginar, tal como mostra a figura 12.1, é constituída basicamente pelos seguintes elementos:
Figura 12.1 Esquema de uma instalação com turbina a gás em circuito aberto, estacionária, sem recuperação. I - Turbocompressor; II - Câmara de combustão; III - Turbina a gás; IV -
Alternador; V - Motor de arranque e excitatriz.
a) Compressor de Ar
O compressor de ar da turbina a gás pode ser centrífugo ou axial (vide figuras a seguir) e ambos estão constituídos por um rotor e um difusor, o que constitui um salto
(estágio). Geralmente, são constituídos por vários saltos (estágios), o que permite a instalação de resfriadores intermediários que melhoram o rendimento da instalação, ao reduzir a temperatura do ar entre uma compressão e outra. A Figura 12.4 mostra a variação da velocidade e da pressão em um compressor axial de 6 estágios. Ainda com relação ao rendimento, o compressor axial apresenta um maior rendimento que o compressor centrífugo.
Figura 12.2 Compressor centrífugo para turbina a gás. G - rotor; D -