Aeorreactores 5º curso

Transcripción

1 Aeorreactores 5º curso Unidad docente de Propulsión ANÁLISIS DEL RUIDO AERODINÁMICO? PRACTICAS DEL LABORATORIO PROPULSION ARQUITECTURA DE MOTORES ACTUACIONES DE VENTILADORES CENTRIFUGOS ACTUACIONES CAMARAS DE COMBUSTION DE TURBORREACTORES CARACTERIZACION DE INYECTORES ACTUACIONES DE TURBORREACTORES

2 ACTUACIONES CÁMARA DE COMBUSTIÓN El objetivo de la práctica consiste en la determinación experimental de las actuaciones de una cámara de combustión continua de aerorreactores. Tratamiento de los archivos de datos. Eliminación de medidas falsas, cálculo de valores medios, etc. Obtener el ηq a partir de las medidas de IECO e IEHC y representar: Relación con el parámetro P.L.F. Con el ηq experimental y la hipótesis de combustión diluida, obtener la T4t a la salida de la cámara de combustión y compararla con la medida experimentalmente. Para el cálculo de la T4t media a la salida a partir de las medidas experimentales, realizar un promedio suponiendo perfil de velocidad y presión uniforme en la sección de medida de las temperaturas (ver figuras: perfil de velocidades medidos experimentalmente en dicha sección, posición radial de los termopares) Obtener el ηq estimado a partir del modelo Reaction Rate Parameter (Matingly pp ) )y la geometría de la cámara (ver figura), y compararlo con el obtenido experimentalmente en función de G y f. Observación de posibles inestabilidades de combustión (detección acústica). Emisiones de óxidos de nitrógeno función de G y f

3 ESQUEMA DE LA INSTALACIÓN

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7 Características nominales de la cámara de combustión ensayada: Gasto de aire total: G = 1.75 kg/s Presión de entrada: P3t = Pa Temperatura de entrada: T3t = 438 K Gasto de combustible: C = kg/s Riqueza de funcionamiento nominal: f = Gasto de aire primario/gasto de aire total = % Combustible: JP-4 Reaction rate parameter CLP combustor loading parameter m VP n E exp RT a G P nominal 1.8 nominal G = P laboratorio 1.8 laboratorio G = 016kg/s 0.16 P3t = kpa T3t = K Rendimiento de combustión = ρv T4 t da T4 t ρv da

8 Medido EI : índice de emisión Anexo 16 OACI (ICAO) Environmental protection

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10 ACTUACIONES DE COMPRESORES El objetivo de la práctica consiste en obtener experimentalmente las actuaciones de un compresor centrífugo, curvas características:

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13 Compresor centrifugo Ventilador centrifugo Deberán obtenerse las curvas características para cuatro regímenes de funcionamiento. El modo de operación consiste en ir variando el gasto desde su valor máximo hasta gasto cero, manteniendo las revoluciones constantes, repitiendo la operación para los cuatro regímenes. Al mismo tiempo se observará si aparecen algunos de los fenómenos que ponen de manifiesto la existencia del surge en el compresor Surge en compresores centrífugos

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18 ARQUITECTURA DE MOTORES Sobre aerorreactores reales seccionados, en los que se pueda apreciar la morfología de todos los componentes responsables directos de la evolución del gas según el ciclo termodinámico que modela el funcionamiento del turborreactor y con elementos aislados de motor (compresores axiales y centrífugos, turbinas, cámaras de combustión, alabes de compresor y turbina, refrigerados ysin refrigerar, inyectores, etc.), se procederá a la observación y estudio de las principales características de estos elementos, diseño, configuración geométrica, soluciones tecnológicas adoptadas en la realización del turborreactor y sus componenetes, compresor, cámara de combustion, turbina, tobera. En la realización de la práctica el alumno de forma autónoma y con la ayuda de manuales deberá investigar y contestar un cuestionario de preguntas sobre los conocimientos adquiridos en la realización de la práctica. En la segunda parte de la práctica, (turborreactor de flujo único, turborreactor de doble flujo, turbo eje, postcombustor) el alumno realizara un estudio y observación de las diferentes configuraciones de motor, identificando las diferencias entre ellas y las características de los mismos. Además se verán todos los elementos auxiliares de motor (sistemas de combustible, lubricante, eléctrico, arranque, sellados del flujo principal de aire, sellados de rodamientos, unidades de control de motor, etc. Necesarios para el funcionamiento del motor. Con la ayuda de manuales y bibliografía recomendada deberá realizar un seguimiento de esos sistemas. Resultado de la práctica el alumno deberá cumplimentar un cuestionario con preguntas relativas a esos sistemas

19 De Havillang Goblin 35

20 General Electric J47

21 General Electric J85

22 Pegasus 11-21

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26 CARACTERIZACIÓN DE INYECTORES El objetivo de la práctica consiste en la determinación experimental de las características del spray producido por varios tipos de inyectores, tales como: grado de atomización, penetración del chorro, ángulo del cono del spray y coeficiente de descarga de cada inyector en función de la geometría y las condiciones de funcionamiento En la realización de la práctica se valorará la comparación de los resultados obtenidos con correlaciones existentes en la literatura sobre inyección

27 Esquema de la instalación

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29 Coeficiente de descarga = f (Re)

30 Pressure Atomizer Tipos de inyectores twin-fluid (pneumatic) atomizer with internal mixing twin-fluid (pneumatic) atomizer with external mixing i pressure swirl atomizer

31 Se ha realizado el montaje del turborreactor Olympus adquirido a AMT Netherlands en una banco de ensayos (celda) y toda la instrumentación necesaria para la obtención de las actuaciones de dicho motor. El motor ha sido instrumentado, instalando sondas de presión y temperatura en todas las estaciones de motor (2,3,4,5 y 8) según se muestra en el esquema adjunto, Estas medidas junto con las suministradas por la ECU del propio motor permite determinar todas las características del mismo: Medidas Realizadas : P0 y T0 P3t y T3t P4t y T4t P5t y T5t T8 y P8 Empuje Revoluciones Gasto combustible Gasto aire ACTUACIONES TURBORREACTORES

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34 Simulación con GasTurb

35 HISTORIAL ACADEMICO DOCENTE E INVESTIGADOR ANÁLISIS DEL RUIDO AERODINÁMICO 1.-Rotor sin difusor ni alabes guía. Nociones y normas elementales para medida y calibración. Obtener el diagrama polar tomando como parámetro las revoluciones y la distancia a la fuente Analizar la dependencia de la intensidad acústica con el ángulo, distancia y revoluciones. Análisis espectral : detectar las frecuencias puras, correlacionándolas con las revoluciones, frecuencia de paso de alabes. Causas que las generan. 2.- Repetir los mismos puntos anteriores con un conducto situado a la entrada del rotor. 3.- Repetir los mismo puntos anteriores con montantes en los casos 1 y 2.