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Quali sono le differenze principali tra le due tipologie di turbine? Vedo che ormai anche i diesel montano quasi tutti quelle a geom. variabile...

Brevissimamente

Le turbine a geometria variabile hanno delle palette che si muovono per aumentare o diminuire la portata della girante, in modo da creare una spinta adeguata al numero di giri, ottimizzandola.

Quelle fisse invece non hanno questa paeculiarità di ottimizzare i flussi al variare dei giri.

Un po' come la fasatura variabile usata in certi motori, come principio di base

Ho sempre letto e sentito che le turbine a geometria fissa sono piu robuste e affidabili, confermate?

Meno parti in movimento = minore probabilità che qualcosa si rompa ;)

Solo quello quindi?

No anche.... solo i diesel  ;)  Tranne la Porsche Turbo  ;)

GEOMETRIA VARIABILE
Per ottenere un andamento favorevole della curva di coppia e di potenza anche ai regimi medi e bassi, pur in presenza di potenze specifiche molto elevate, in alcuni motori moderni si impiegano sistemi di aspirazione a geometria variabile, di norma controllati da una centralina elettronica di gestione. Quest'ultima agisce su alcuni attuatori in modo da far variare le caratteristiche del complessivo di aspirazione (che influenzano grandemente l'erogazione del motore ossia l'andamento delle curve caratteristiche). Nei motori di serie si impiegano in genere valvole a farfalla che, aprendosi o chiudendosi, obbligano l'aria a compiere percorsi differenti all'interno di un sistema di aspirazione di conformazione complessa (e' in pratica come se si venissero ad avere condotti singoli di ammissione di lunghezze diverse). In alcuni propulsori di Formula 1 si utilizzano trombette di aspirazione telescopiche.

fonte: http://staff.nt2.it/MICHELE/

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per citare il post di un forumista che non ricordo chi e':

per capire, concettualmente il funzionamento della geometria variabile, immaginate la canna dell'acqua.

tutti voi sapete usare correttamente il pollice per aumentare o diminure la gittata del flusso d'acqua, facendo cosi' agite sulla pressione del flusso stesso

la stessa cosa le fanno le palette "semovibili" della girante, sul flusso d'aria, aumentano o diminuiscono la pressione per far girare piu' o meno velocemente la turbina.

la turbina a geometria fissa, naturalmente non ha questa feature.

scusate il linguaggio molto spartano e per niente tecnico.

veramente le palette non fanno questo(tranne che nella 405 t16 di qualche discussione fa),ma direzionale diversamente  il flusso del gas.a bassi l'ideale è che sia tangenziale alla turbina..inoltre queste applicazioni permettono di avere sempre il miglior angolo di incidenza dei gas a seconda dei giri e del carico.il turbolag sparisce e non è necessaria la valvola wastegate perchè oltre una certa pressione,le palette non fanno altro direzionare i gas in modo meno redditizio..

non ti offendere ma non ci ho capito niente

in pratica mi stai dicendo che a parte le macchine serie, invece di sfuttare le pallette come ho detto io, fanno al contrario? cioe' per ridurre la pressione?

il mio voleva essere soltanto un modo per far capire, in soldoni, il principio che sta dietro alla geometria variabile.

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meno male che qualcuno i post degli altri li legge  ;)
ho copiato male  :-[
gomen asai

la turbina è composta dalla girante e dalle palette a geometria variabile...queste palette sono fisse e stanno intorno alla turbina...queste non strozzano il passaggio o altro,ma semplicemente lo direzionano diversamente,riuscendo anche con un flusso piccolo a far girare velocemente la girante.questo è quanto ho capito io,magari sbaglio e non è l'angolo di incidenza dei gas ad aumentare il rendimento ai bassi,ma la sezione di passaggio come dici tu..

(http://www.puntoracingclub.it/Immagini/turboc001.jpg)

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potreste benissimo aver ragione tu e cizu...la variazione di sezione porta sicuramente enormi vantaggi!mi piacerebbe però sapere anche dagli inge,se l'angolo di incidenza favorisce o meno questa cosa..

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non so cosa intenda tu per nominale sinceramente... :-[

il mio libro di macchine a fluido,dice che all'aumentare della portata di fluido e al crescere dei giri della macchina,le pale devono passare da una posizione radiale ad una assiale per migliorare il rendimento della turbomacchina...


se fosse un prob di sola sezione,ipotizzo che sarebbe molto più semplice strozzare i fluidi a monte...come appunto la 405 t16

allora e' come la so io, che aveva di sbagliato la mia dicitura, a parte la grammatica italiana?

leggi il mio post appena sopra... ;)

(http://www.seriouswheels.com/pics-2005/2005-Evolve-Volvo-S40-Sedan-Garrett-Turbocharger-1600x1200.jpg)

stai calmo, sai che io leggo un post si e un post no.

in pratica siamo riusciti a tirar fuori da una domanda tutto sommato semplice, un thread incasinatissimo (come succede tutte le volte,  ovvio)

il dizionario tecnico dell'automobilismo, in corrispondenza dell'immagine che hai messo parla di:

Spaccato di turbina (immagine)
TURBINA

La turbina a palette variabili montata sul motore della Fiat Croma TD i.d., in una trasparenza schematica: le frecce indicano le diverse configurazioni delle palette stesse pre ottimizzare la pressione.

parla proprio di pressione
poi non lo so, in questo caso parlo per ragionamenti da elementari, a casa ho un pdf che parla bene della turbina ma non lo ricordo affatto, inoltre sono cose che non ho mai studiato in ambito scolastico.

una cosa è l'incidenza delle pale. Un'altra la posizione assiale o radiale. Le turbine per auto sono radiali.
Una variazione di sezione crea una differenza di pressione.
Credo di poter dire che una turbina, fissati i triangoli di velocità, la sezione e velocità del fluido, sviluppa una potenza "standard".
Io però sono un gestionale.. e l'esame di macchine, pur avendolo ripetuto "qualche" volta, ho pensato bene di rimuoverlo dalla mia mente.

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'Sti casso di Ing. mica stanno tutto il giorno a trastullarsi con SpongeBob :P :P

Allora semplicemente. Danny ci è andato vicino con i triangoli di velocità. Sta proprio lì il trucco.

A basso regime le palette sono "chiuse", e fanno si che i gas di scarico, che sono pochi in portata, e quindi in pressione (essendo per un condotto fisso e un fluido comprimibile direttamente collegati) arrivino molto tangenziali alla turbina. E quindi possiedano un'elevata velocità tangenziale, e quindi pressione in quel senso. Che fa girare la turbina.

Agli alti regimi le palette si aprono. Perchè a quei regimi, la portata e la pressione dei gas di scarico è sufficiente ad avere la velocità tangenziale voluta, ma se le palette sono chiuse si avrebbe una velocità radiale, oltre una sezione, troppo piccola per evuacuare tutta la massa di gas di scarico senza distruggere la girante (difatti la portata di una turbina è uguale al prodotto della sezione per la velocità di rotazione)

x Vatanen. La strozzatura a monte è una vaccata.....introduci una laminazione con conseguente perdita di pressione e perdita di lavoro per attrito viscoso........ ;)

so che la strozzatura a monte non è il massimo,infatti è stata soppiantata in tutto...

da quel che hai detto tu avevo intuito giusto dicendo all'inizio,che l'angolo delle pale serve a direzionare il flusso,tangenzialmente per basse portate e poi verso il centro per le altre...non ho infatti ben capito la correzione di danny.. :-\

ehilà....vediamo di incasinare un pò di più la situazione.... ;D ;D, cominciamo con il dire che i gas di scarico del motore , che vengono usati per azionare la turbina sono caratterizzati da:
massa (cioè "quanto" gas esce)
velocità ..in m/s
massa x velocità = portata
esempio stupido: devo far passare 100 kg di mattoni atraverso una finestra, se è una finestra molto grande posso buttare tutti i 100 kg attraverso la finestra in un colpo solo in 1 secondo, se è una finestrella piccola, faccio passare 10 mattoni alla volta, per far passare tutti i 100 mattoni nello stesso tempo , cosa devo fare: falri passare un pò alla volta, ma velocissimamente.

nella turbina , io ho da smaltire un certo quantitativo di gas di scarico, posso decidere di far passare questo gas lentamente, attraverso un condotto (come sia fatto questo condotto lo dico tra un attimo) bello largo, o molto velocemente attraverso un condotto piccolo.
Fin qui...semplice.
In realtà, il condotto ..ha in mezzo le giranti della turbina..il gas ha una sua energia cinetica (massa x velocità al quadrato) , quando "urta" le pale della turbina le fa girare...le fa girare con tanta più potenza quanto più alta è la sua energia cinetica...(ed altre cose anche..ma per adesso prendiamo solo questa)
più o meno , la potenza che posso tirar fuori dalla turbina è proporzionale alla differenza tra l'energia cinetica PRIMA e quella DOPO la turbina...quindi se prima io ho 2 m/s di velocità del gas e dopo ho 1 m/s , cosa succede se alzo la velocità da 2 a 2.1 m/s ma dopo rimango ancora a 1?

succede che la potenza che ottengo nel primo caso è (2*2) - (1*1) = 4-1 = 3
nel secondo è (2.1*2.1)-(1*1) =  4.41 -1 = 3.41

cioè aumentando la velocità del gas del 5%, ho tirato fuori il 13% di potenza in più.

(non è cosi lineare la faccenda , ma il principio fisico è questo)
prendiamo un ipotetico motore MONOcilindrico..
ora, la portata dei gas di scarico ad un certo numero di giri è quella, perchè se faccio 3000 giri al minuto, son 50 giri al secondo, di questi 50 giri il cilindo si riempe ogni 2 giri , quindi se per ipotesi il mio cilindro fosse da 1 dmc, avrei 1 dmc di aria x 50/2 = 25 dmc al secondo da smaltire..
e questo valore di 25 dmc /sec non cambia...tanta aria entra , (lasciamoperdere il combustibile) tanta aria esce..(poi in realtà l'aria con la combustione aumenta di volume etc etc.. ma facciamo l'esempio volutamente sbagliato, la dimostrazione rigorosa son 200 pagine)
però..se questa aria la faccio muovere più veloce, se metto una turbina tiro fuori più potenza..come faccio a farla muovere più veloce? (vedi l'esempio della canna da innaffiare) mettendo un tubo più piccolo..
il problema è che a 3000 giri ho 25 dmc , ma a 6000 rpm ne avrò 50 , quindi quel condotto che a 3000 giri mi dava una velocità "bella" a 6000 giri è in crisi....non ce la fa...dovrei avere un condotto che si adatta ...alla velocità..ecco quindi la geometria variabile. poi che si parli di turbine o di condotti di aspirazione etc..il principo è sempre lo stesso: adattare la sezione del passaggio dell'aria in modo da avere sempre le condizioni migliori..perchè è vero che il fluido più veloce ha più energia, ma più è veloce e più si muove in maniera "sporca" , turbolenta..incasinata..etc..

Si sarà confuso con i compressori assiali per turbine a vapore ;D

ma ti devi mettere d'accordo con diabolik...perchè siam tutti d'accordo che una variazione di sezione aiuta la turbina,ma le palette orientabili,danno maggior beneficio grazie alla sezione differente o all'orientamento dei gas?era su questi punti che si disquisiva.. ;)

E' una combinazione dei due.....non credo che ci sia una netta predominanza di uno o dell'altro..... ;)

sulle turbine a geometria variabile non so pressocchè nulla e neanche su quelle normali in quanto l'esame di macchine lo devo ancora dare però qualchè precisazione la posso fare:
inanzitutto in base al teorema di Bernoulli un aumento di velocità implica un abbassamento di pressione e non come qualcuno ha detto se aumento la velocità del fluido aumenta la velocità
il fatto di creare un restringimento a monte per aumentare la velocità del fluido non è del tutto errato in quanto per il teorema di conservazione della portata: la densità x l'area x la velocità deve essere costante
diminuendo quindi l'area di passaggio del fluido si avrebbe un aumento di velocità (addirittura in ambito aereonautico questo trucco è usato per portare la velocità del fluido da Ma<1 a Ma>1 applicando prima un convergente e poi un divergente) il problema è ke un aumento della velocità crea dei problemi al livello di strato limite del fluido ke per rimane attaccato alle pareti dovrebbe avere un convergente relativamente lungo in modo da non generare vortici, in quanto la creazione di un vortice crea una dispersione di energia, e trovare lo spazio per un buon convergente non penso sia tanto semplice in un motore stradale
per quanto riguarda il rendimento è giusto quello ke ha detto Mariner se non fosse ke la legge segue una andamento esponenziale

tornando alla turbina una palette riceve la massima spinta quando si trova in posizione perpendicolare rispetto al flusso del fluido ma poichè gira naturalmente su di una girante si ha il massimo della spinta solo per poco naturalmente si risolve questo problema montando tante palette su di una girante ma senza esagerare altrimenti non avrebbe il tempo di modificare l'energia cinetica del fluido trasformandola in energia meccanica
sviluppandosi una maggior portata agli alti regimi penso ke la sezione si ingrandisca solo assialmente in quanto radialmente ci sarebbe problemi sia di perdite di fluido ai bassi regimi ke inutilità di allargamento perchè allungandosi tutte le palette il tempo ke ha la pala per assorbire enegia cinetica rimarrebbe esattamente lo stesso
in ogni caso la mia è solo un ipotesi ;)

Emh....Bernoulli vale solo per i fluidi incomprimibili ;) ;D

il teorema di bernoulli è applicabile anche ai fluidi compressibili si aggiunge semplicemente un altro termine "energia interna"
U+(u^2)/2+P/ro+G=cost

Magari fosse così semplice da poter usare solo Bernoulli ;)

ehm mi pare ke nel caso in questione considerando che l'energia interna e l'altezza geoditica sono pressocchè costanti vada benissimo questo teorema per spiegare qual'è l'effeto di un aumento di velocità sulla pressione di un fluido

Tieni presente però che non c'è la conflittualità del teorema di Bernoulli sugli aumenti e diminuzione di pressione e velocità in quanto c'è una macchina motrice di mezzo.......

E che il fluido subisce una variazione di entalpia (che Bernoulli, se ricordo bene non considerava...)

la variazione di entalpia è quella ke viene appunto considerata mettendo in ballo l'energia interna,
in ogni caso la mia era un precisazione perchè avevo letto ke era stato scritto ke il fluido arrivava a velocità alte con forti pressione ed è il contrario, se la velocità di un fluido è alta la pressione è bassa

magari questa parte prima dell'esame di macchine la rivedrei.... ;) ;) :) :) ::) ::)

3 inge 3 cose diverse (o quasi) ;D ;D ;D

ehm piccolo errore di scrittura...  :P

Che ci crediate o no ci sono anche io!!!!!Di Fluidodinamica ancora non sò niente perhè stò al primo anno..(non date retta a DaPyro che ha avuto il coraggio di vendere la Thema turbo...quindi solo per questo è un ingegnerando dei miei stivali! ;D ;D ;D scherzo si intende!)...Se volete un accenno di meccanica razionale sono a vostra disposizione! ;)

purtroppo la thema l'ho dovuta vendere a malincuore non per mia scelta, ho provato in tutti i modi a convincere mio padre a tenerla tentandolo di convincere a rimetterla a posto, ma in effetti dopo il piccolo "incidente" con la pula e vedendo il superbollo che hanno intenzione di mettere adesso forse non è stata poi una scelta così errata...  :-\
rimarrà comunque sempre nel mio cuore mitica... thema turbo:'( :'(

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ecco come funziona una turbina:


http://xoomer.alice.it/airclipper/3_M_Turbina02.jpg

bella regà

perdonami ma come è possibile che la geometria variabile sia controllata elettronicamente se poi alla trubina non arrivano fili che vanno alla centralina? (domanda stupidina).
l'unica cosa che sò è quel polmoncino che si trova sopra, lavora in depressione per riportare le palette della vgt in posizione di tipo (bandiera) senza produrre  aumento di pressione, questo nel caso in cui ci siano delle sovrappressioni latitanti... e un meccanico mi ha detto che nel caso si presentino la centralina va in recoveri registranto tem poraneamente l'avaria anche se non so come...

;D

quando si fa centralina secondo te su cosa si agisce?

sicuramente si agisce sui parametri "fondamentali" quantità di carburante, oppure pressione del carburante, e se ci fosse un controllo della temperatura del carburante si potrebbe agire su quello falsandogli alcuni dati... di consegunza la fata fa più giri, quindi + coppia...mah!!!
variazione di incidenza, variazione di direzione di flusso, quindi la sezione di palette rotoriche vinene investita da una maggiore quantità di flusso d'aria e a loro volta gireranno + velocemente.
questo avvinene nei motori ad elica tipo canadair e anche i turbofan, quando subito dopo il compressore le (variable stator vanes)  si adattano al flusso d'aria, in base ad indicazioni di temperatura, quantittà di spinta richiesta, e velocita dell'aria in ingresso.
mentre alcuni piccoli aerei a elica tipo alcuni paperini si portano le palette in bandiera, iin modo da non produrre spinta, e se non sbagli alcuni canadair possono essere sopstati in "retromarcia" se le palette hanno incidenza negativa...

spero di non aver detto castronerie... ca...z...a.....te  ;)
non vi alterate con me cerco ancora di capire come funziona. io solo turbojet ;)

cmq la centralina verifica moooooooooooooooolte più cose non controlla solo il carburante ma anche il numero di giri del motore la temperatura la quantità d'aria aspirata la temperatura in entrata ed in uscita etc etc
quando si modifica la centralina si fa in modo di "esasperare" i livelli di carburazione per ogni tot di giri, in pià sulle auto di ultima generazione si falsano alcuni parametri perchè sennò la centralina andrebbe in recovery
nel caso di motori turbocompressi si fa aumentare la pressione dell'aria agendo sui parametri di rotazione del compressore e della turbina, bisogna però stare attenti a non esagerare per non mandare tutto a puttane... di solito infatti la pressione non viene aumentata di oltre uno 0,3 bar sia per garantire una fruibilità della vettura che per permettere un'affidabilità relativa ancora sufficiente, l'unico modo per aumentare ulteriormente la pressione consiste nel cambiare parecchie parti del motore, l'intervento diventa quindi molto costoso...
comunque un utile consiglio è quello di applica una rete metallica o dellle fascette sul tubo che va dalla turbina al motore in modo da evitare che il tubo abbia un effetto polmone che fa perdere pressione ::)
mi scuso per eventuali imprecisazioni ma sono stanco morto da una giornata di studio, lavoro e alcool :P