Les turbines à gaz avec turbines de puissance à rotation libre sont utilisées de préférence comme entraînements lorsque les exigences de puissance sont très variables, notamment dans les centrales électriques, sur les bateaux, dans les locomotives et dans les véhicules automobiles.
ET 794 étudie le comportement d’un système avec deux turbines indépendantes en disposition à double arbre. En l’occurrence, une turbine (turbine à haute pression) actionne le compresseur, et l’autre turbine (turbine de puissance) fournit la puissance utile. Les changements de puissance dans la turbine de puissance n’ont aucune influence sur le compresseur qui peut continuer à fonctionner à une vitesse de rotation optimale au meilleur point de rendement.
Le banc d’essai comprend les composants suivants: compresseur, chambre de combustion cylindrique et turbine; système d’alimentation en combustible; système de démarrage et d’allumage; système de lubrification; turbine de puissance; générateur et système de technique de mesure et de commande. L’ensemble complet s’appelle turbine à gaz. La turbine à gaz fonctionne comme un cycle ouvert durant lequel l’air est extrait de l’environnement, puis réintroduit.
L’air ambiant aspiré est amené à une pression plus élevée dans le compresseur radial à un étage. En entrant dans la chambre de combustion, seule une partie de l’air est utilisée pour la combustion. Cet air est ralenti à l’aide d’un générateur de turbulences, jusqu’à ce que le combustible ajouté puisse brûler avec une flamme stable. La plus grande partie de l’air est utilisée pour refroidir les composants de la chambre de combustion, et mélangée aux gaz de la combustion à l’extrémité de la chambre de combustion. Dès lors, la température du gaz est réduite à la température d’entrée admissible de la turbine.
De la chambre de combustion, le gaz passe dans la turbine radiale à un étage, et cède une partie de son énergie à la turbine. Cette énergie actionne le compresseur. Dans la turbine de puissance, le gaz cède la partie restante de son énergie qui est transformée en énergie mécanique et actionne un générateur. L’énergie électrique créée est dérivée via des résistances de freinage. Le démarrage de la turbine à gaz s’effectue à l’aide d’un ventilateur de démarrage.
La vitesse de rotation, les températures, les pressions ainsi que les débits massiques de l’air et du combustible sont enregistrés et affichés à l’aide de capteurs. Les grandeurs caractéristiques sont déterminées.
