Le principe de base de fonctionnement d'un moteur à turbine à gaz est le suivant :
1. L'air est aspiré dans le moteur par une entrée.
2. L'air est comprimé par un compresseur.
3. Le carburant est injecté dans l'air comprimé et brûlé.
4. Les gaz chauds de la chambre de combustion se dilatent dans une turbine qui convertit leur énergie en travail mécanique.
5. Les gaz d'échappement sont expulsés du moteur par une buse.
Le compresseur, la turbine et la chambre de combustion sont tous montés sur un arbre rotatif. Lorsque les gaz chauds se propagent dans la turbine, ils entraînent la rotation de l’arbre. L'arbre est relié à une boîte de vitesses qui réduit la vitesse de rotation et augmente le couple. La boîte de vitesses est ensuite connectée à la charge, qui peut être n'importe quoi, du générateur à l'hélice.
Les moteurs à turbine à gaz sont très efficaces et puissants. Ils peuvent produire beaucoup de poussée ou de puissance pour leur taille et leur poids. Ils brûlent également relativement proprement, produisant moins d’émissions que les autres types de moteurs.
Cependant, les moteurs à turbine à gaz peuvent également être bruyants et coûteux à construire et à entretenir. Ils nécessitent également beaucoup de carburant pour fonctionner.
Malgré ces inconvénients, les moteurs à turbine à gaz restent un choix populaire pour de nombreuses applications en raison de leur efficacité, de leur puissance et de leur propreté.
Voici une explication plus détaillée de chacune des cinq étapes du fonctionnement d'un moteur à turbine à gaz :
1. L'air est aspiré dans le moteur par une entrée. L'entrée est généralement située à l'avant du moteur et est conçue pour diriger l'air dans le compresseur.
2. L'air est comprimé par un compresseur. Le compresseur est une série de pales rotatives qui augmentent la pression de l'air. Cela augmente la densité de l'air et le rend plus combustible.
3. Le carburant est injecté dans l'air comprimé et brûlé. Le carburant est généralement un liquide ou un gaz et est injecté dans l’air comprimé via une buse. Le carburant et l’air sont ensuite mélangés et brûlés dans la chambre de combustion.
4. Les gaz chauds de la chambre de combustion se dilatent dans une turbine qui convertit leur énergie en travail mécanique. La turbine est une série de pales rotatives entraînées par les gaz chauds. Cette rotation de la turbine entraîne la rotation de l'arbre.
5. Les gaz d'échappement sont expulsés du moteur par une buse. La buse est située à l’arrière du moteur et est conçue pour éloigner les gaz d’échappement du moteur.
Les gaz d’échappement d’un moteur à turbine à gaz sont encore très chauds et peuvent donc être utilisés pour générer de l’énergie supplémentaire. Cela se fait en faisant passer les gaz d'échappement à travers un échangeur de chaleur, qui transfère la chaleur des gaz d'échappement à un fluide de travail. Le fluide de travail est ensuite utilisé pour entraîner une turbine, qui génère une puissance supplémentaire.
