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Cap.7 - I cicli termici delle macchine motrici
quindi, per un gas ideale con c p = cost
⎡
⎛ T4 p ⎞⎤
⎡
4
T ⎤
4
W' m,max = G⎢cp( T4 −T0 ) −T0 ⎜cpln − Rln ⎟⎥
= Gcp
( T4 −T0 ) − T0
ln =
T0 p
⎢
0
T
⎥ 151 kW
⎣
⎝ ⎠⎦
⎣ 0⎦
dove il termine contenente le pressioni è nullo, perchè si scarica a pressione ambiente. La
potenza (attenzione! massima, teorica) perduta è quindi dello stesso ordine di grandezza di
quella prodotta.
Cenni all’utilizzazione del ciclo Brayton nei motori aeronautici
I turbomotori aeronautici moderni si dividono in due categorie:
• motori turboelica, in cui la turbina, oltre ad azionare il compressore, mette in movimento
l’elica;
• motori turbogetto, in cui la turbina eroga potenza unicamente per azionare il compressore
(questa parte di motore è detta generatore di gas); i gas in uscita dalla turbina, ancora ad
elevato contenuto entalpico, vengono accelerati in un ugello fino ad una velocità superiore
a quella di volo: la corrispondente variazione di quantità di moto fornisce la spinta
propulsiva all’aereo.
Nei motori turbogetto, spesso il primo stadio di compressione è realizzato mediante un
diffusore (v. Cap.4). I motori turbogetto hanno consentito la realizzazione di aeromobili per il
volo ad alta velocità (anche superiore alla velocità del suono) ed alta quota.
Ultimamente, hanno preso piede anche i motori turbofan, che, in estrema sintesi, combinano
i due tipi precedenti: in essi, una parte dell’aria aspirata viene semplicemente compressa, e,
senza passare attraverso la camera di combustione viene scaricata posteriormente a
velocità maggiore, realizzando un effetto propulsivo analogo a quello dell’elica. La parte
centrale del motore è invece un normale turbogetto.
scambiatore alta T
|Wtc|
3
compressore
2
a
turbina
|W'mp|
b
rigeneratore
4
|W'mt|
1
scambiatore bassa T
|Wtf|
Figura 23: Schema di ciclo Brayton con rigenerazione.
P.Di Marco – Appunti ed Esercizi di Fisica Tecnica e Macchine Termiche 7-34