Turbina de fluxo axial vs fluxo radial

Escrito por rob wagner | Traduzido por valeria jardim
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Turbina de fluxo axial vs fluxo radial
As turbinas podem equipar carros de corrida ou de passeio (John Harrelson/Getty Images Sport/Getty Images)

Existem dois tipos de turbina de potência para motores automotivos e usinas de modelo industrial. O motor turbo mais comum é que utiliza turbina radial, ou centrífuga, com a força do ar alimentada através de um rotor para criar a pressão dinâmica para gerar a alta velocidade. Uma turbina de fluxo axial está equipada com rotores fixados a um eixo que ajudam a forçar o ar em uma direção axial através de um tubo. As turbinas radiais utilizam uma tecnologia muito mais antiga do que as de fluxo axial.

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Conhecimento

As turbinas podem ajudar na alimentação de motores de dois e quatro tempos. As turbinas são dois mecanismos compartilhando um único eixo. Uma turbina centrífuga ou radial caracteriza-se por possuir uma turbina à gasolina na extremidade do eixo e recebe a sua energia através do escapamento do motor. Na extremidade oposta do eixo está localizado um compressor centrífugo para pressurizar a admissão de ar do motor. Em uma turbina de fluxo axial, o eixo na extremidade oposta possui impulsores para pressurizar a admissão de ar. À medida que a pressão do ar aumenta em cada turbina, essa pressão força maior densidade de ar para o interior do cilindro, aumentando a potência. Por exemplo, o torque do motor dobra com um aumento da pressão de ar em 1,05 kgf/cm². Mas o motor também consome o dobro do combustível.

Fluxo axial

Turbinas de fluxo axial são semelhantes às turbinas à gasolina e são comuns em motores de aeronaves. O fluxo axial comprime o ar em espaços cada vez menores, utilizando uma série de rotores ou ventoinhas de compressor axial. Versões axiais são mais adequadas para as aeronaves por causa do seu grande tamanho e imenso peso. No entanto, elas são mais eficientes do que as turbinas centrífugas ou radiais. As turbinas de fluxo axial mais recentes não precisam de intercooler. As turbinas axiais estão se tornando populares em automóveis, à medida em que se tornam menores.

Radial

As turbinas radiais ou centrífugas forçam ar no sistema de admissão de um rotor usando a força centrífuga para empurrar o ar radialmente através de uma bomba de deslocamento ou de rolagem centrífuga que se expande em diâmetro para diminuir o ar em movimento, mas aumenta a pressão. As turbinas radiais compartilham as mesmas características dos compressores, exceto pelo fato de que compressores usam engrenagens step-up ou uma correia para conduzir a força centrífuga, e não os gases de escapamento da turbina. As turbinas centrífugas produzem baixa pressão em baixas rotações. As turbinas centrífugas, assim como os compressores centrífugos, são compactas e podem não acionar quando o motor não necessita da pressão do turbo.

Diferenças

As turbinas radiais podem ser facilmente instaladas no compartimento do motor do veículo, pois elas são compactas. A montagem de uma turbina radial distante da admissão permite a instalação de um intercooler com o turbo. O intercooler usa menos energia do motor. As turbinas radiais também usam menos peças do que os compressores, pois não há correia de transmissão. No entanto, as turbinas axiais são mais eficientes porque o gás de escape é forçado diretamente contra o rotor da turbina, enquanto todo o fluxo de exaustão da versão radial flui a partir da lateral do rotor e, em seguida, em torno do perímetro do rotor. As turbinas de fluxo axial têm relação de pressão do ar em até 3 para 1, enquanto que as versões radiais produzidas desde a década de 50 têm relação de pressão do ar que variam de 1,5 para 1 a 1,7 para 1. As turbinas radiais normalmente custam menos. As turbinas de fluxo axial são mais pesadas ​​e mais caras.

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