Progettazione realizzazione e collaudo di una camera di combustione per microturbine a gas

Il lavoro svolto su questa tesi ha proprio lo scopo di eseguire la progettazione preliminare di una camera di combustione adatta a funzionare su un motore a ciclo turbogas. L'operazione risulta essere alquanto complessa dato che il dispositivo in questione funziona quasi esclusivamente basandosi su leggi di comportamento aerodinamico di difficile prevedibilità. Si utilizzeranno dunque le teorie raccolte da Melkonian e Modak (1985) e da Lefebvre e Ballal (2010) nei loro testi, e provenienti da diversi ricercatori che hanno sperimentato sul campo per tentare un primo approccio alla progettazione in questo settore.

Trattandosi di un progetto preliminare non si utilizzeranno codici CFD ma piuttosto si cercherà di eseguire i test operativi, al fine di ottenere un modello da testare sperimentalmente. Un modo valido, se pur con certe limitazioni, è quello di utilizzare come base un turbocompressore di origine automobilistica. Queste unità sono composte da due sezioni fondamentali, ovvero una sezione cosiddetta calda, che è dove trova alloggio la turbina (radiale centripeta), e una sezione fredda, dove si trova il compressore (radiale centrifugo).

La turbina viene messa in rotazione dai prodotti di scarico del motore a combustione interna dell'automobile su cui e alloggiata, mentre il compressore, messo in rotazione dalla turbina, aspira e comprime aria nei cilindri, ovvero nelle camere di combustione.

Se ne deduce che questo dispositivo, nel suo complesso, non è molto diverso da un motore turbogas in miniatura se non per il fatto che non possiede una camera di combustione propria. A tale scopo, progettare ed adattare una camera di combustione su di un turbocompressore rappresenta la soluzione più agevole per fare sperimentazione su questo componente.