El rendimiento de una turbina de gas se mejora utilizando una refrigeración intermedia durante la compresión, y un recalentamiento durante la expansión en la turbina. La compresión y la expansión no pueden ser isotérmicas ya que, como mucho, se pueden limitar a dos o tres refrigeraciones y un recalentamiento, llegándose a alcanzar rendimientos del orden de un 28% a un 30% con recuperador, pero la instalación se complica tremendamente.
En la Fig II.5 se representa un esquema de una turbina de gas con dos refrigeraciones en la compresión y un recalentamiento, con las etapas de expansión y compresión montadas sobre el mismo eje.
Las turbinas y compresores se pueden instalar sobre el mismo eje, Fig II.5, o sobre dos ejes, Fig II.6, tantos como etapas en la turbina, por lo que existe más libertad a la hora de elegir las velocidades de rotación, y en consecuencia, en la disposición y construcción de las máquinas.
Los rendimientos que se alcanzan en las turbinas de gas más sofisticadas son comparables a los obtenidos en las instalaciones de turbinas de vapor, pero la calidad del material utilizado aumenta su coste, así como su volumen y complejidad, por lo que nos encontramos muy lejos del esquema general de la turbina de gas inicial, tan interesante por su sencillez.
Un grupo simple (ciclo Brayton) con una compresión sin refrigeración, una expansión sin recalentamiento y sin recuperador, para una relación de compresión de 3,5 a 4, no sobrepasa un rendimiento del 20%. El mismo grupo con una regeneración (s = 0,75) puede alcanzar un rendimiento global de un 30¸32%, manteniendo el mismo grado de compresión.
La refrigeración y el recalentamiento aportan una mejora sensible, ya que el rendimiento puede llegar a ser del orden del 38%, para grados de compresión hasta 9 ¸ 10.
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