Turbina a gás

O ciclo básico das turbinas a gás foi idealizado por George Brayton em 1870. Estas turbinas funcionam num ciclo aberto. Ar em condição ambiente (ou refrigerado) entra no compressor, onde a temperatura e pressão do mesmo são elevadas. O ar pressurizado (e aquecido) entra na câmara de combustão, onde também é alimentado um combustível: gás natural, gás liqüefeito, óleo Diesel, querosene, etc Depois da combustão, são produzidos gases quentes, pressurizados, que acionaram a turbina de potência. Depois, os gases, ainda quentes, são finalmente rejeitados. Parte da potência produzida pela turbina é utilizada no acionamento do compressor, o restante é utilizado para produção de força motriz. Para aumentar a geração de potência devem ser otimizadas as variáveis fundamentais de projeto: razão de compressão no compressor, relação ar/combustível, temperatura de entrada dos gases quentes na turbina de potência. Quando é necessária maior flexibilidade na operação do equipamento, como nos casos em que a turbina seja para propulsar um veículo, um compressor, etc. um arranjo adequado é o mostrado na segunda figura, onde a turbina de potência foi dividida em duas, sendo a primeira somente para acionar o compressor, e a segunda (com eixo independente) para produção de potência mecânica ou elétrica.Uma das vantagens deste sistema é que as duas turbinas de potência podem rodar a diferentes velocidades. Uma desvantagem é que uma queda súbita na demanda de carga elétrica pode elevar descontroladamente a velocidade da segunda turbina (um sistema de controle deve ser previsto). Uma turbina a gás é um único equipamento que inclui três funções: compressor, câmara de combustão e turbina de potência. Em termos de geração de potência, as turbinas simples não têm uma eficiência muito alta. Boa parte do trabalho mecânico é gasto no acionamento do compressor e os gases rejeitados, com temperatura ainda alta significam uma importante perda energética.