¿Qué es una turbina de gas?

Una turbina de gas es un motor rotativo de combustión que convierte la energía potencial en gas, más la energía cinética del aire en movimiento, en una cantidad masiva de energía que hace girar un eje de salida, realizando un trabajo real. Hay muchos tipos de motores de turbina, algunos de los cuales son muy familiares para la mayoría de las personas, y algunos de los cuales pueden ser sorprendentes. Por ejemplo, un molino de viento es una turbina clásica y muy simple, y los motores de vapor también son motores de turbina. Por otro lado, el tanque de batalla principal del Ejército de EE. UU., El M1A1 Abrams, también funciona con un motor de turbina de gas.

Quizás el uso del motor de turbina de gas con el que la mayoría de la gente está familiarizada es la propulsión a chorro, el motor de turbina de gas. Este enorme motor ilustra una de las grandes ventajas del motor de turbina de gas: tiene una relación potencia / peso que es muy superior al otro tipo de motor principal disponible: el motor alternativo, como un motor diesel, que aprovecha la energía alternativa de Pistones múltiples. Por otro lado, los motores de turbina de gas son mucho más caros de construir y operar que los motores alternativos de tamaño comparable, lo que hace que su uso sea prohibitivo para su uso en aplicaciones de consumo promedio, como automóviles.

Un motor de turbina de gas consta de tres componentes principales, todos construidos alrededor de un eje central: un compresor, un área de combustión y la propia turbina, todo encerrado para poder acumular presión. El aire es atraído hacia el compresor por las aspas del ventilador en el eje y forzado bajo presión hacia el área de combustión. El combustible, más comúnmente queroseno, propano o gas natural, se inyecta bajo presión en la cámara de combustión y se enciende, lo que aumenta significativamente la temperatura, lo que a su vez aumenta la presión en la cámara de combustión. Este gas presurizado es forzado a retroceder sobre múltiples aletas en el eje de la turbina, haciendo que gire y transmita la energía a las ruedas del tanque o los rotores de los helicópteros. Una vez que pasa sobre las aletas de la turbina, el gas gastado se agota, aunque algunos motores de turbina de gas tienen disposiciones para capturar y reutilizar parte de la energía térmica en el gas de escape.

Un motor de turbina de gas de avión funciona de manera un poco diferente. Si bien la construcción sigue siendo básicamente idéntica, el eje de la turbina solo existe dentro del motor, porque no hay un destino externo al que transmitir la potencia generada por la turbina. En cambio, el trabajo principal del eje de la turbina es rotar el ventilador del compresor. El trabajo del motor se realiza por la fuerza del gas presurizado y calentado que sale de la parte trasera del motor, proporcionando empuje, lo que fuerza la carcasa del motor hacia adelante junto con el avión al que está conectado.