La eficiencia del ciclo de la turbina de gas aumenta

A medida que aumenta la temperatura de entrada de la turbina (TET) .

Por lo tanto, cuanto más calientes son los gases de combustión que entran en la primera etapa de la turbina.

Más poder específico puede producir el motor a reacción.

Por supuesto, el TET está limitado por los límites metalúrgicos de los materiales de la cuchilla de acero al carbono.

Específicamente el esfuerzo de la raíz de la cuchilla.

 

La tensión de la fluencia y el punto de fusión del material de la cuchilla.

Las tensiones centrífugas en la raíz aumentan linealmente con la densidad del material de la cuchilla de acero al carbono.

Y linealmente con el cuadrado de la velocidad de rotación y el cuadrado de la relación entre el radio de la raíz y la punta.

La fluencia es la extensión continua y gradual de un material bajo carga constante a lo largo del tiempo.

Además de distorsionar las dimensiones físicas y, por lo tanto, reducir el rendimiento del motor.

Las tensiones de fluencia inducidas exacerban las tensiones operativas centrífugas.

Y por lo tanto, conducen a una falla prematura del material.

Una regla general es que la vida útil de la cuchilla se reduce a la mitad por cada aumento de 10 ° C en la temperatura del metal.

El TET ha aumentado de aproximadamente 1050K en 1944 a aproximadamente 1750 en el motor de 1994 Rolls-Royce Trent.

Esto se debe en parte al uso de mejores materiales como Inconely metales monocristalinos con mejores propiedades de fluencia y fatiga.

Sin embargo, esta solución está vinculada, ya que estas aleaciones a base de níquel suelen ser bastante pesadas.

Lo que lleva a un aumento de los esfuerzos centrífugos en la raíz.

Por lo tanto, más importante en este desarrollo ha sido la tecnología de canalización del aire frío del compresor para enfriar las hojas de la turbina de acero al carbono.

El uso de estas técnicas avanzadas de enfriamiento ha permitido a los ingenieros aumentar el TET más allá del punto de fusión de los materiales de la cuchilla.

Ver también: Tensiones en las hojas de las turbinas