Como funciona uma turbina ?!?
Autor: Diogo | Publicado: 2011-05-19T16:25:00-03:00

O intuito deste post é explicar basicamente como funciona, a turbina da maioria dos aviões comerciais de hoje em dia, o que nós engenheiros chamamos de turbofan.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Fiz uma representação bem rustica (:D) em giff para mostrar o funcionamento:
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Inicialmente, o que é um motor turbofan? Basicamente é todo motor que em seu projeto há dois fluxos de ar, um que é comprimido, queimado e expandido, e outro fluxo que somente é comprimido pelo fan e não é queimado. &nbsp;Isso não significa que o ar não queimado não produza tração, pelo contrário, em motores comerciais esses valores chegam na casa de 80% da potência total disponibilizada, somente pelo fluxo não queimado. &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Para o funcionamento de um turbofan, inicialmente o fluxo de ar ambiente entra pelo bocal de entrada o qual é aquecido internamente para impedir que haja congelamento de água, o que poderia causar mudanças no desenho do bocal, uma vez que na altura de cruzeiro as temperaturas podem ser extremamente baixas chegando a -50°C ou menos!&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Ao passar pelo bocal, o ar então é comprimido por um fan, que são as pás que vemos na frente de uma turbina. As pás são projetadas de forma a potencializar o fluxo de ar através dela, uma vez que quanto mais longe do centro, sua velocidade relativa aumenta, assim como quando prendemos uma pedra na ponta de uma linha e a giramos, quanto maior a linha para uma mesma rotação teremos uma velocidade maior.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Para o fluxo que será queimado, logo após ter passado pelo fan, o fluxo é comprimido pelo grupo de compressores. Em algumas turbinas podem existir vários estágios de compressão, chegando a relações de 40:1 de aumento de pressão, ou seja, a pressão na saída do ultimo compressor é 40 vezes maior que a de entrada no motor. Outra característica dos compressores modernos é que podem estar girando a velocidades distintas, pois se encontram em eixos diferentes, essas configurações permitem melhores taxas de compressão do ar.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Após a linha de compressores, o fluxo de ar agora tem sua energia aumentada na forma de calor, por meio das chamas dos queimadores, que ficam acionados o tempo todo de funcionamento do motor. Esse aumento de energia fornece ao fluxo temperatura que chegam a casa de 2000°C e altas velocidades.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Passando pelo queimador o fluxo é convergido para a turbina. A turbina são palhetas presas a um eixo e posicionadas de tal forma a permitir que a velocidade do fluxo de ar seja transferida na forma de rotação de eixo. A rotação deste eixo é o que faz os compressores e o fan rodarem! Logo toda a rotação que vemos é fornecida pela turbina que aproveita o gás quente para girar todo o sistema. Nas turbinas que possuem mais de um eixo, há mais de uma sequencia de turbinas, ou seja, após passar pela primeira turbina girando um eixo, o fluxo que sai ainda com velocidade é usado para girar outra turbina que gira outro eixo.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Depois das sequencias de turbinas, o fluxo de ar passa por um bocal de saída o qual fornece força de empuxo a aeronave.&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Para o ar que não é queimado, após passar pelo fan, esse ganha velocidade devido ao formato ir se restringindo. Assim como em uma mangueira se restringirmos sua ponta, a velocidade do jato aumenta, assim também acontece na turbina, o formato se restringe para aumentar a velocidade e assim ganhar empuxo no motor.