Este artigo trata da eficiência de um turbojato na aeronáutica .
Um compressor axial consiste em palhetas rotativas e palhetas fixas. Vários estágios de compressão são colocados em série. Um estágio corresponde a uma roda giratória e uma roda fixa. As rodas giratórias põem-se em movimento e aspiram o ar que é comprimido sob este efeito. A função das palhetas fixas é evitar que o fluxo gire no tubo, pois isso reduziria a eficiência da compressão. Percebe-se que a seção de passagem diminui a cada andar, o que é um sinal de que o ar vai ocupando cada vez menos espaço. Para a turbina , a operação é semelhante, exceto que é o ar pressurizado que coloca a turbina em movimento e não o contrário.
Em cada estágio do compressor, sendo a pressão maior do que no estágio anterior, temos, portanto, a situação paradoxal de ter um gradiente de pressão paralelo ao fluxo de ar. O ar, portanto, tende, em alguns lugares, a retornar ao piso frontal, o que resulta em vazamentos ( vazamentos ). Na turbina, o gradiente de pressão é oposto ao fluxo, mas um retorno de ar para o compressor é possível.
Portanto, os vazamentos reduzem a eficiência dos compressores e turbinas (redução da vazão no reator e perda de trabalho mecânico útil). Consequentemente, isso tem um impacto direto na eficiência do motor, no consumo de combustível e no empuxo produzido.
Vazamentos presentes no compressor e na turbina podem resultar, em determinadas condições de operação, outro fenômeno, muito perigoso, denominado compressor de bombeamento ( surto do compressor ), que consiste no retorno de gases quentes à entrada de ar. Sem a vedação adequada, o campo de fluxo pode ser revertido e isso resulta na não partida do motor, perda total de eficiência (perda de empuxo ) e possíveis chamas de admissão. Isso é acompanhado por um estrondo ou mais se o fenômeno se repetir. As partes das primeiras seções são seriamente danificadas. Este fenômeno é levado em consideração no projeto e vedações eficientes permitem uma grande margem de bombeamento. Mas às vezes esse fenômeno reaparece quando os selos são usados demais, levando a acidentes ou quase acidentes.
Localizando VazamentosEsses vazamentos são encontrados em locais diferentes. Existem, portanto, selos, neste caso:
Para aumentar a eficiência dos motores turbojato , os fabricantes devem minimizar esses vazamentos de gás que existem entre as partes fixas e as partes rotativas da turbomáquina. Mesmo uma redução muito pequena na perda de fluido na parte vedada leva a ganhos significativos para os clientes (companhias aéreas) se considerarmos a longa vida operacional dos motores (vários milhares de horas, o número de motores em uma aeronave e o número de aeronaves vendidas). Os engenheiros usam selos “sem contato”. Existem várias tecnologias de vedação, dependendo das características do local onde esses vazamentos são encontrados.
No caso da folga entre a extremidade da palheta rotativa e o estator, por exemplo, a solução mais eficaz encontrada pelos fabricantes de motores é trazer a palheta o mais próximo possível da carcaça e instalar um revestimento macio na carcaça. invólucro, alinhado com as lâminas, protegendo-o de atritos e / ou possíveis impactos com estes elementos rotativos. Este revestimento é feito de um material denominado abrasivo , o que significa que tem a propriedade de ser facilmente côncavo pela ponta da lâmina em caso de contato. Este quase não é danificado e continua a desempenhar sua função.
Hoje em dia, gaxetas revestidas abrasivas são amplamente utilizadas em turbojatos de aeronaves, mas também em turbinas e compressores em outros campos industriais (especialmente no setor de geração de energia), ambos têm grande interesse nesses revestimentos.