Considerando il fluido (con le relative trasformazioni) e la macchina come reali, durante il funzionamento delle turbine a gas si hanno varie perdite di energia:
Perdite termofluidodinamiche
Il lavoro perduto per queste cause si converte in calore che generalmente rimane nel gas
modificando le linee di trasformazione da adiabatiche ad altre, verso stati di maggiore entropia a
seguito della degradazione dell’energia. Di queste perdite tengono conto i rendimenti interni delle macchine, definiti dal confronto tra lavori reali sulle palettature e lavori adiabatici reversibili a partire dalle stesse temperature iniziali e fra gli stessi limiti di pressione delle operazioni reali.
Perdite di calore
Sono dovute sia ad eventuale incompleta combustione, sia alla dispersione del calore attraverso le pareti. Per semplicità si può supporre che tutta la perdita di calore avvenga nel focolare e quindi possa essere rappresentata dal rendimento ηB del combustore, definito come rapporto tra il prodotto della portata di gas per l’aumento di entalpia ottenuto e il prodotto della quantità di combustibile bruciato per il suo potere calorifico inferiore.
Perdite di pressione
A causa delle perdite di pressione nel sistema di combustione, la relativa trasformazione non è rigorosamente isobara. Il rapporto di espansione risulta quindi minore del rapporto di compressione. Per tenere conto di queste perdite occorre moltiplicare la pressione di entrata nel combustore (o dividere quella di uscita) per un coefficiente di rendimento manometrico ηπ.
Perdite meccaniche
Sono le perdite meccaniche della turbina ηmt e del compressore ηmc (assorbimenti di potenza per ventilazione delle parti rotanti, per attriti nei cuscinetti, ecc.).
Perdite per consumo di aria compressa
La resistenza termica dei materiali delle parti calde è stata costantemente migliorata facendo
ricorso al raffreddamento dei distributori fissi e delle palette rotanti della turbina tramite aria
compressa spillata da vari stadi del compressore. Raffreddare le parti calde introduce dunque delle perdite per consumo di aria compressa spillata dal compressore e per sottrazione di calore nell’espansione dei gas (a causa della fuoruscita di aria compressa dai canali di ventilazione, che lambisce le superfici esterne delle palette creando un raffreddamento a film e si miscela poi al gas della corrente principale diminuendone la temperatura).
Perdite termofluidodinamiche
Il lavoro perduto per queste cause si converte in calore che generalmente rimane nel gas
modificando le linee di trasformazione da adiabatiche ad altre, verso stati di maggiore entropia a
seguito della degradazione dell’energia. Di queste perdite tengono conto i rendimenti interni delle macchine, definiti dal confronto tra lavori reali sulle palettature e lavori adiabatici reversibili a partire dalle stesse temperature iniziali e fra gli stessi limiti di pressione delle operazioni reali.
Perdite di calore
Sono dovute sia ad eventuale incompleta combustione, sia alla dispersione del calore attraverso le pareti. Per semplicità si può supporre che tutta la perdita di calore avvenga nel focolare e quindi possa essere rappresentata dal rendimento ηB del combustore, definito come rapporto tra il prodotto della portata di gas per l’aumento di entalpia ottenuto e il prodotto della quantità di combustibile bruciato per il suo potere calorifico inferiore.
Perdite di pressione
A causa delle perdite di pressione nel sistema di combustione, la relativa trasformazione non è rigorosamente isobara. Il rapporto di espansione risulta quindi minore del rapporto di compressione. Per tenere conto di queste perdite occorre moltiplicare la pressione di entrata nel combustore (o dividere quella di uscita) per un coefficiente di rendimento manometrico ηπ.
Perdite meccaniche
Sono le perdite meccaniche della turbina ηmt e del compressore ηmc (assorbimenti di potenza per ventilazione delle parti rotanti, per attriti nei cuscinetti, ecc.).
Perdite per consumo di aria compressa
La resistenza termica dei materiali delle parti calde è stata costantemente migliorata facendo
ricorso al raffreddamento dei distributori fissi e delle palette rotanti della turbina tramite aria
compressa spillata da vari stadi del compressore. Raffreddare le parti calde introduce dunque delle perdite per consumo di aria compressa spillata dal compressore e per sottrazione di calore nell’espansione dei gas (a causa della fuoruscita di aria compressa dai canali di ventilazione, che lambisce le superfici esterne delle palette creando un raffreddamento a film e si miscela poi al gas della corrente principale diminuendone la temperatura).
