Teoria della turbina
a cura di Alessandro BELLOTTO
turbina ad azione
(appendice cinque)
In questo tipo di turbina l'espansione dei gas avviene completamente fra le palette statoriche o ugelli fissi, infatti il fluido entra a pressione (Pa) e ne esce con pressione (Ps) ma anche con velocità (W1) perché avviene una trasformazione di Energia potenziale (Ep) in Energia cinetica (Ec) ovvero, il fluido subisce un'accelerazione a causa della sezione convergente degli ugelli, all'uscita dei quali, entra successivamente nelle palette rotoriche con una direzione tangenziale al bordo di attacco con velocità (W1) ma non subisce alcune accelerazione, poiché le palette sono a sezione costante, subisce però una deviazione che imprime alle stesse una accelerazione di moto (u) che rappresenta appunto la velocità periferica delle palette. All'uscita di queste ultime il fluido avrà quindi una velocità (W2) cioè la velocità relativa della turbina, quindi lavoro meccanico:
L = F · S
F = (W1 - W2) · m
L = (W1 -W2) · m · u
disegno schematico di come si compone una turbina elementare
Nel campo aeronautico però questo tipo di turbina non trova impiego, per la eccessiva potenzialità ed un basso rendimento, perché tutta l'energia calorifica del fluido viene sfruttata negli ugelli fissi, mentre la girante riceve solo l'effetto della azione. Lo scarso rendimento infatti è dovuto alla elevata (Ec) con cui il fluido sbatte sulla superficie delle palette che provoca dei vortici, da cui ne consegue una parziale distacco della vena fluida.