REFRIGERACIÓN DE LOS ALABES DE TURBINAS AXIALES

El empleo de altas temperaturas a la entrada de la turbina, (turbinas de gas no aeronáuticas), viene motivado por el hecho de que tanto el rendimiento térmico como la potencia específica de la máquina aumentan al incrementar el parámetro (F = T3/T1) siendo T3 la temperatura máxima del ciclo, temperatura de salida de la cámara de combustión o temperatura de entrada al distribuidor de la turbina y T1 la temperatura mínima, correspondiente a las condiciones ambientales; las relaciones de compresión de máxima potencia son inferiores a las de máximo rendimiento para cualquier valor de F.
En las turbinas de gas de aviación, el incremento de la temperatura de entrada en la turbina y, por lo tanto, el valor de (F = T3/T1) para un valor dado de Tatm (temperatura ambiente a la altura de vuelo) presenta algunas particularidades. En efecto, para una relación de compresión determinada, el aumento de la temperatura de entrada en la turbina conlleva un incremento del empuje (para un empuje determinado el motor resulta más pequeño), y del consumo específico de combustible del turborreactor.
El aumento de la temperatura de admisión en la turbina mejora el rendimiento de la transformación de energía térmica en mecánica, pero la mayor temperatura que se obtiene en la entrada de la tobera propulsiva origina un aumento de la velocidad del chorro y, en consecuencia, una disminución del rendimiento propulsivo (disminución de la relación velocidad del chorro/velocidad de vuelo), de forma que el producto de ambos rendimientos disminuye.
La ganancia de empuje específico obtenido por un aumento de la temperatura es siempre más importante que la penalización del consumo específico de combustible, sobre todo a velocidades de vuelo altas en que es indispensable reducir el tamaño del motor para disminuir tanto el peso como el arrastre aerodinámico.
En turbofanes y turbohélices es posible controlar mejor la penalización del consumo de combustible.
El interés por el empleo de temperaturas cada vez más elevadas a la entrada de la turbina, tanto en aplicaciones industriales como aeronáuticas, ha impulsado el desarrollo de materiales resistentes a las altas temperaturas (materiales cerámicos), así como a la implantación de la refrigeración de los álabes.