Condotto di transizione: il ponte chiave che collega la camera di combustione e la turbina Italia

 Sezione di transizione: il ponte chiave che collega la camera di combustione e la turbina

La forma della sezione di transizione è solitamente un tubo che cambia gradualmente. La sua area trasversale aumenta gradualmente dal compressore alla camera di combustione. Questo perché la velocità del flusso d'aria e la pressione all'uscita del compressore sono elevate ed è necessario ridurre la velocità del flusso d'aria aumentando l'area trasversale in modo che il flusso d'aria possa essere meglio miscelato con il carburante e bruciato stabilmente nella camera di combustione. La sua lunghezza varia in base alla progettazione complessiva e ai requisiti di prestazione della turbina a gas. In generale, la sua progettazione della lunghezza dovrebbe tenere conto della transizione uniforme del flusso d'aria e della minimizzazione della perdita di pressione.

Poiché la sezione di transizione deve resistere ad alte temperature e pressioni, in particolare la sezione di transizione dall'uscita della camera di combustione alla turbina, deve affrontare la corrosione dei gas di combustione ad alta temperatura. Pertanto, di solito utilizza materiali in lega resistenti alle alte temperature, come leghe a base di nichel. In termini di processo di fabbricazione, può essere coinvolta la tecnologia di fusione di precisione per garantire che la sua superficie interna sia liscia e ridurre la resistenza all'attrito del flusso d'aria. Allo stesso tempo, alcune sezioni di transizione adotteranno anche la progettazione di canali di raffreddamento interni per ridurre la temperatura dei componenti introducendo aria di raffreddamento per garantire la sua integrità strutturale e prestazioni stabili in ambienti ad alta temperatura.

Durante la transizione dal compressore alla camera di combustione, la funzione principale è quella di regolare la velocità e la pressione del flusso d'aria. La velocità del flusso d'aria all'uscita del compressore è elevata, mentre la camera di combustione richiede un flusso d'aria a velocità relativamente bassa per garantire una miscelazione sufficiente e una combustione stabile di carburante e aria. La sezione di transizione riduce la velocità del flusso d'aria e la pressione cambia di conseguenza per soddisfare i requisiti dell'ingresso della camera di combustione attraverso la sua area trasversale in graduale cambiamento. Dalla camera di combustione alla turbina, la sezione di transizione deve consentire al gas ad alta temperatura e ad alta velocità di entrare nella turbina in modo uniforme per garantire che la turbina possa estrarre in modo efficiente energia dal gas. 

La progettazione della sezione di transizione è fondamentale per garantire un flusso d'aria uniforme. In una turbina a gas, sia la miscelazione di carburante e aria nella camera di combustione sia il processo di lavoro del gas nella turbina richiedono una distribuzione uniforme del flusso d'aria. Un flusso d'aria non uniforme può causare problemi quali combustione incompleta, surriscaldamento locale o forza non uniforme sulle pale della turbina. La sezione di transizione guida il flusso d'aria affinché scorra uniformemente attraverso speciali strutture interne quali palette di guida e forme di parete graduali, migliorando così le prestazioni e l'affidabilità dell'intero sistema della turbina a gas.

La sezione di transizione tra la camera di combustione e la turbina influisce direttamente sulle prestazioni di lavoro della turbina. Se la sezione di transizione non riesce a guidare uniformemente il gas ad alta temperatura nella turbina, le pale della turbina saranno sottoposte a stress termico e meccanico non uniforme. Ciò non solo ridurrà l'efficienza della turbina, ma potrebbe anche causare danni alle pale della turbina e ridurre la durata utile della turbina a gas. Inoltre, la perdita di pressione nella sezione di transizione influirà anche sulla pressione del gas all'ingresso della turbina, influenzando così la capacità di lavoro della turbina.