Cosa fa muovere l'aria nel combustore?
So che la pressione è più alta alla fine del compressore. Ma cosa costringe l'aria a spostarsi da bassa a pressione più alta? Mi sto perdendo qualcosa? Ho sentito che le guarnizioni vengono utilizzate per impedire la fuoriuscita di aria dal compressore alla sezione anteriore del motore.
Risposte
Cosa costringe l'aria a passare dalla pressione più bassa a quella più alta?
Nel compressore, la pressione aumenta continuamente dal primo all'ultimo stadio, questo è lo scopo dell'intera faccenda. Ma la tua domanda è valida: perché l'aria dovrebbe spostarsi dal primo stadio al secondo stadio dove la pressione è più alta?
Il motivo è che le pale rotanti di uno stadio spingono l'aria allo stadio successivo. L'energia estratta dalle turbine viene utilizzata per far ruotare le pale del compressore e creare un vento relativo. L'aria viene accelerata sopra la pala e, come per un'ala, viene creata una forza discendente. Questa aria accelerata viene quindi rallentata dalle successive palette dello statore per convertire la velocità aggiuntiva in pressione aggiuntiva e mantenere la velocità quasi costante nel compressore (altrimenti l'efficienza diminuirebbe), come visibile nella risposta di tsg .
Arrestare le lame e l'aria torna indietro finché la pressione non si equalizza in tutte le fasi.
Ho sentito che le guarnizioni vengono utilizzate per impedire la fuoriuscita di aria dal compressore alla sezione anteriore del motore
Esatto, ci sono i sigilli. Ma mentre l'aria si sposta verso il combustore all'interno del condotto anulare del compressore, sotto l'effetto della rotazione delle pale, le guarnizioni sono qui per impedire che ritorni agli stadi precedenti fuoriuscendo dal condotto anulare e perdendo sotto le palette dello statore (tra i tamburi del rotore e le protezioni interne delle palette).
Il piano delle alette fisse è in realtà il piano in cui si verifica l'aumento della pressione. Quindi l'aria proverà a ritornare sul lato anteriore delle palette, verso le pale del rotore sfruttando gli interstizi (flusso arancione), ma verrà bloccata dalle guarnizioni.
Le guarnizioni sono evidenziate in giallo nell'immagine sottostante, sfregano sulla copertura interna delle palette dello statore (in realtà per il motore mostrato, un anello a nido d'ape fissato all'interno della copertura delle palette fornisce una pista abradibile alla tenuta a labirinto:
Guarnizioni a labirinto interstadio del compressore HP (CFM56-7B), fonte
Queste tenute sono necessarie poiché esiste un piccolo gioco tra il rotore e le piattaforme dello statore che formano la parete interna del condotto.
Il compressore, ovviamente.
La pressione all'interno del combustore è inferiore a quella all'estremità del compressore. Come si ottiene? Rendendo il combustore più largo degli stadi finali del compressore. Ecco perché, su una sezione trasversale, si vede il percorso del gas divampare dal compressore al combustore.
Il combustore non aumenta la pressione . Dopo il compressore, la pressione scende sempre e solo; questa perdita di pressione è ciò che spinge l'aria dalla parte anteriore del motore all'ugello.
Quindi la pressione diminuisce in tutto il combustore. Ciò che fanno le fiamme è aumentare l' energia dei gas , che viene immagazzinata come temperatura e velocità. Una volta che i gas più caldi raggiungono le turbine, allora, la loro pressione "vale di più" che per l'aria fredda. In questo modo, la coppia che immettono nelle turbine mentre consumano la loro pressione è maggiore della coppia richiesta dal compressore per comprimere l'aria fredda.
Infine, parte dell'energia rimane come velocità per aiutare a spingere l'aereo.
Diagramma spudoratamente rubato da qui . È stato utilizzato anche in questa domanda , utile per ulteriori dettagli.
Ricorda solo cos'è la pressione - forza divisa per area - quindi una differenza di pressione costringe l'aria (o altri fluidi) a fluire nel suo gradiente.
Hai bisogno di sigilli per impedire il flusso in un gradiente indesiderato, ma per lo più si limitano a "soffocare" il flusso, non a impedirlo completamente.