Vamos pensar em um turboélice com um único eixo. A turbina move o compressor e a hélice.
Minha pergunta: qual é o "limite" para a taxa de expansão alcançada pela turbina?
Se chamarmos $ 5 $ do ar que está saindo da turbina e $ 4 $ o ar que entra na turbina, então a taxa de expansão (ou compressão) é definida por: $$ \ pi_t \ equiv \ dfrac {p_ {05 }} {p_ {04}} < 0 \ Longleftarrow \ left (\ textit {porque o ar está se expandindo} \ right) $$
Mas para uma turbina axial de estágio único não ideal, essa relação pode ser relacionada a $ T_ {04} $ (ou seja, a temperatura na saída do queimador) por: $$ \ pi_t = \ bigg [1- \ dfrac {W_t} {c_p \ eta_tT_ {04}} \ bigg] ^ {\ gamma / \ left (\ gamma-1 \ right)} \ quad \ text {onde} \ quad \ gamma \ aproximadamente 1,35 > 0 $$ onde $ W_t $ é a energia específica extraída do fluido pela turbina.
Por um lado, com $ T_ {04} $ aumentando, $ \ pi_t $ também irá aumentar.
Mas, por outro lado, acho que estamos interessados em $ T_ {04} $ o mais alto possível MAS $ \ pi_t $ tão baixo quanto possível , que entra em contradição direta, certo? (Por favor, corrija-me aqui se estiver errado) .
Qual é a solução de compromisso entre $ T_ {04} $ e $ \ pi_t $? Se nós fizermos $ T_ {04} $ muito alto (o que é termodinamicamente conveniente) então $ \ pi_t $ será maior que seu valor ótimo, e o contrário.
EDITAR:
$ T_ {04} $ tem um limite estrutural / térmico (se for muito alto, pode derreter e / ou gerar uma pressão muito alta nas pás da turbina até que ela quebre). Eu acho que isso define um valor máximo para $ \ pi_t $, certo? Apesar de saber o máximo $ \ pi_t $ acho que não faz sentido, porque queremos minimizá-lo.