Camera di combustione
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La camera di combustione è quella parte del motore in cui viene bruciato il combustibile.
All'interno della classe dei motori esistono due tipologie molto diverse di camera di combustione, l'una relativa ai motori alternativi o "volumetrici" (motori alternativi a combustione interna, ma anche "rotativi" tipo "Wankel"), l'altra relativa a motori a "flusso continuo" o motori a getto (e in tal caso viene anche detta "combustore" o "combustore aeronautico").
Oltre alle ovvie differenze costruttive, anche il processo di combustione è significativamente diverso tra le due tipologie. In un motore a pistoni la miscela di gas da incendiare è confinata in uno spazio ristretto, tra cilindro e pistone, e quando avviene la combustione la pressione sale quasi istantaneamente. In un motore a getto aria e combustibile passano attraverso la camera di combustione. Quando la miscela si incendia è la temperatura che sale drammaticamente, mentre la pressione varia di poco.
In pratica, nella camera di combustione di un motore volumetrico la combustione si innesca in un dato istante e in un punto ben preciso della camera stessa (candela, iniettore o precamera), sviluppando un fronte di fiamma che "viaggia" all'interno della camera ad una velocità alcuni ordini di grandezza superiore a quella del fluido contenuto (e che quindi può, con buona approssimazione, essere considerato fermo), costituito da una miscela di comburente e combustibile (combustione con fiamma premiscelata). In una camera di combustione di un motore continuo invece la fiamma può essere considerata ferma mentre il fluido è in movimento e la miscelazione avviene sul fronte di fiamma stesso (combustione con fiamma a diffusione)
Un'altra differenza con il motore a pistoni risede nel fatto che mentre in quest'ultimo l'innalzamento termico è solo momentaneo (meno di un tempo su quattro nei motori quattro tempi), la combustione nei motori a getto è continua e l'innalzamento termico del flusso è assai elevato. È anche per questo motivo che mentre il motore a pistoni brucia tutta l'aria a disposizione, mentre il motore a getto ne utilizza solo una piccola parte.
[modifica] Il combustore aeronautico
La Camera di combustione di una turbina o di un motore a getto, è l'organo che trasforma l'energia chimica del combustibile in energia cinetica del fluido, è composta essenzialmente dall'involucro, dal diffusore, dai liner e dal sistema di iniezione del combustibile.
Nella "zona primaria" viene immesso circa il 20% dell'aria a disposizione per effettuare la combustione e per rallentare il flusso in modo che stabilizzi la fiamma. Nella "zona intermedia" attraverso dei fori sulle pareti si immette un altro 20% dell'aria che serve a completare la combustione. Nella "zona di diluizione" viene immesso un altro 20% di aria per il controllo della distribuzione della temperatura in uscita dalla camera di combustione e serve a non surriscaldare o scaldare non uniformemente la palettatura della girante (la turbina). Il restante 40% del flusso si dice aria di raffreddamento delle pareti, affinché il combustore non raggiunga temperature critiche rottura o peggio di fusione. Dalla camera di combustione dipendono le emissioni inquinanti e la potenza in termini di energia cinetica utilizzabile.
Perché la fiamma sia stabilizzata nel flusso occorre che la velocità dell'aria intorno ad essa sia il più bassa possibile (sicuramente minore di 30 m/s) e questo viene realizzato per mezzo di corpi non aereodinamici che creano un ricircolo nella zona da stabilizzare. Il combustibile viene spruzzato dagli iniettori che provvedono a nebulizzarlo per miscelarlo il più possibile e garantire quindi una combustione il più possibile completa. Nella camera sono anche presenti degli "accenditori" che, come il loro nome specifica, servono ad accendere la miscela oppure a riaccenderla nel caso si spenga.
La camera di combustione può essere di tipo anulare, cioè un anello attorno all'asse del motore, continuo e senza interruzioni, che di tipo cannulare, ovverosia una serie di camere cilindriche disposte attorno all'asse del motore. I vantaggi della prima sono un flusso più omogeneo, un fattore importante per la durata della palettatura della turbina, mentre della seconda una fiamma più stabile.
