ACTUACIONES DE ENTRADAS Las entradas o difusores de entrada proporcionan al compresor el aire a un número de Mach dado, independientemente del Mach de vuelo. Apantallan la velocidad de vuelo. En general deceleran lacorriente, transformando energía cinética en presión. Deben producir poca perdida de presión de remanso y asegurarun un flujode aire a la entrada del compresor lo más uniforme posible. El problema de actuaciones, como en los componentes anteriores consiste en obtener las variables de salida, P 2t y T 2t presión y temperatura de remanso en función de las parámetros característicos del difusor.
P 2t y T 2t función de: Condiciones de vuelo, altitud (P 0, T 0 ) y velocidad, V 0 Condiciones de funcionamiento: Gasto másico, G Características del gas, R, Cp, μ, k Diseño, caracterizado por una longitud característica, D = ( μ ) P, T f P, T, V, G, R, C,, k, diseño, D 2t 2t 0 0 0 p Realizando el análisis adimensional del problema, se llega igual que en los componentes anteriores a la siguiente relación funcional: P2t T G RT 2t 0 V μ RT 0 0 k RT 0, = ϕ,, γ,, 2 P0 T 0 PD 0 RT PD 0 0 PRD 0 Aparece igual, un parámetro de gasto y otro de velocidad (número de mach) En los casos usuales de funcionamiento podemos prescindir de los tres últimos términos, y suponiendo geometría fija, quedan las expresiones P2t T G T 2t 0 V0, = ϕ, P0 T 0 P0 T 0
Ecuación de la energía 2 V0 h2t = h0t = h0+ 2 suponiendo c constante P 2 2 V0 T2 1 t V 0 γ 1 2 = = = = 2 t 0 t + 1+ 1+ 0 2C 0 p T0 2C p T 2 0 T T T M La relación de temperaturas solo es función del parámetro de velocidad (número Mach) Relación de presiones: γ γ 2 γ 1 γ γ 1 1 2 2 0 2 2 2 1 t t t t t t 0 2t γ 1 2 γ = = = 1+ = 1+ M 0 2 T 2 0 0 t 0 0 t 0 0 t p 0 0 t P P P P T P V P P P P P T P C P función de π 02 y del número de Mach G T0 π 02 es función del parámetro de gasto ( ) y del número de Mach (M 0 ) y su variación es distinta P en función del régimen de vuelo (subsónico, supersónico) y el tipo de difusor. 0
Difusores para régimen subsónico: Tubos de Corriente en la Entrada Crucero (M 0,85) (Típico Avión de Transporte Subsónico) Mitad de Ascensión (M =0,6) Despegue (M = 0)
A velocidad cero, condiciones de despegue Al aumentar el espesor del labio disminuye π d, pero también influye en la compensación de la resistencia adicional (efecto succión de borde). También aumentan las perdidas de presión de remanso a al aumentar M th. Esto se puede compensar con compuertas laterales que admitan gasto para reducir M th
Otros características del difusor que afectan al empuje instalado y al funcionamiento del motor Resistencia
Distorsión del flujo a la entrada del compresor
Efecto de la distorsión del flujo a la entrada
Vuelo supersónico: Difusores diseñados para vuelo supersónico
Compresión externa Compresión mezclada
Modos de operación
Perdidas de presión de remanso difusores supersónicos
Perdidas de presión de remanso difusores supersónicos
Resumen
PREGUNTAS?
ACTUCIONES DE TOBERAS DE SALIDA En la tobera los gases se expansionan, obteniéndose la velocidad del chorro de la energía interna del mismo en función de las condiciones estáticas alcanzadas a la salida Ps, Ts, Vs, serán función de: Condiciones de entrada, P 5t, T 5t Condiciones de funcionamiento: Gasto másico, G Características del gas, R, c P,μ, k Diseño, caracterizado por una longitud característica, D ( 5 5 μ ) P, T, V = f P, T, G, R, C,, k, diseño, D s s s t t p Realizando el análisis adimensional Ps Ts V G RT5t μ RT s 5t k RT 5t,, = ϕ, γ,, 2 P 5t T5t RT 5 PD t 5t PD 5t PRD 5t Aparece de nuevo un parámetro de gasto conocida el área de la tobera, el parámetro de velocidad es una función del parámetro de gasto a través de la ecuación de continuidad.
Como en los componentes anteriores, podemos prescindir de los tres últimos términos en la mayoría de los casos, y de D y R, quedando las expresiones: Ecuación de la energía Suponiendo movimiento isentrópico Ecuación de continuidad P T V G T ϕ P T P s s s 5t,, = 5t 5t T 5t 5t 2 Vs T 1 s V s Tst = Ts + = T5 t = 1 2 C p T5 t 2Cp T 5t γ γ 1 1 s s s γ 2 γ 1 γ P T V = = 1 P5t T5t 2 C p T 5t γ 1 P G T s 5t As Ps T5t Vs A s T γ s T5t Vs s s s s s RTs P5t R P5t Ts T R T 5t T 5t s T 5 t G = ρ V A = V A = = 2
1 1 2 γ γ 1 1 5t A s T s Vs As 1 Vs Vs G T A T V A V V = = 1 Pt R T t T R 2 C p T T 5 5 5t 5t 5t
C E br = E E Calculo del empuje: definición de coeficiente de empuje bruto real brutoideal P ( = P ) s 0 Suponiendo flujo unidimensional C ( ) E = GV + P P A E E C br, i 8i s br 8 9 9 0 9 = G V γ 1 1 P0 P 9 = GV 8 9 1 + γ 1 2γ γ P 9t 1 P9 1 2 ( = 1) γ 1 P γ 9 i 1 P 0 1 P 8t C C γ 1 P9 = γ 1 1 + γ 1 2γ γ P γ 0 P 9t 1 1 P8 t P9 E D V A evaluación no viscosa
G real C D = = G ideal = A 8 efectiva A 8geometrica
C V V 9 = V 9i [ V P = P ] 9i 8t 9t
PREGUNTAS?