A11 Turbojet-Turbofan

Curso 2.0072.008 1

SISTEMAS DE PROPULSIONProblema A11

Ingeniero aeronuticoSegundo ao de carrera

Curso 2.0072.008 2

PROBLEMA A11 (1)

Nomenclatura de un AEROREACTOR

Curso 2.0072.008 3

PROBLEMA A11 (2)

Nomenclatura de un Turbofan

Curso 2.0072.008 4

PROBLEMA A11 (3)

Equilibrios energticos (ideal)

COMPRESOR: c = Cp (T3t - T2t)

FAN: f = Cp (T6t - T2t)

TURBINA:

Alta 4 45 TA = Cp (T4t - T45t)Baja 45 5 TB = Cp (T45t - T5t)

c = TA G (T3t - T2t) = (G + C)(T4t - T45t)

FAN: G (T6t - T2t) = (G + C)(T45t - T5t)

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PROBLEMA A11 (4)

Relaciones

G = Gc/G = fp3t / p2t = cp6t / p2t =

Curso 2.0072.008 6

1. Difusor de entrada 0 2Desde las condiciones de la corriente libre, P0, V0 se produce una compresin

sin aporte de energa exterior (isentlpica) en el cual el aire aumenta su presin esttica al tiempo que aumenta su temperatura, tambin esttica, pero manteniendo su Temperatura de remanso constante.

PROBLEMA A11 - (5)

Anlisis del ciclo (1)

Siendo M0 en Nmero de Mach de vuelo, es decir la V0 dividida por la velocidad del sonido en el aire esa temperatura ( )

Curso 2.0072.008 7

2. Compresor 2 3

Con lo cual p3t es conocida, y por otro lado y por tratarse de una transformacin isentrpica,

De donde se puede obtener T3tY siendo c el trabajo especfico del compresor igual al salto de entalpa necesario:

PROBLEMA A11 - (6)


Curso 2.0072.008 8

3. Cmara de combustin 3 4Por tratarse de una transformacin isobrica,

p4t = p3t as pues, p4t es conocida

Y de la ecuacin del equilibrio energtico conocemos c el gasto msico de combustible

(G + c) h4t G h3t = q c L

Siendo L el poder calorfico del combustible, q el rendimiento de la combustin y f la fraccin de combustible el en el aire (c/G).

Despejando T4t se obtiene:

PROBLEMA A11 - (7)


Asi pues, conociendo c, es decir, f, tambin se conocer T4t

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4. Turbina de ALTA 4 45CONSIDERANDO m = 1 (NO HAY PRDIDAS DE TRANSMISIN)l

G (T3t - T2t) = (G + c)(T4t - T45t)

bienT45t = T4t - (T3t - T2t) / (1 + f)

de donde se puede establecer el valor de T45tY por la condicin de transformacin isentrpica se puede conocer la presin correspondiente

p45t

T45t/T4t = (p45t/p5t)-1/

PROBLEMA A11 - (8)


Curso 2.0072.008 10

5. Turbina de BAJA 45 5

G (T6t - T2t) = (G + C)(T45t - T5t)

bienT5t = T45t - (T6t - T2t) [/ (1 + f)]

de donde se puede establecer el valor de T5t si se conociese el valor deT6tEsta se puede obtener a partir de la relacin

p6t / p2t = de donde se obtiene p6t , y por la condicin de transformacin isentrpica se puede conocer la

presin correspondiente T6tT6t/T2t = (p6t/p2t)-1/

Con lo cual T5t esta determinada y, tambin p5t ya que,T5t/T45t = (p5t/p45t)-1/

PROBLEMA A11 - (9)


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6. Tobera 5 SPor tratarse de una reaccin isentlpica, TSt = T5tY por ser una reaccin isentrpica,

lo que significa que el proceso es isobrico pSt = p5tRelacionando la presin y la temperatura de remanso a la salida con sus

correspondiente magnitudes estticas se puede establecer el valor de la velocidad de salida del chorro VS:

PROBLEMA A11 - (10)


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7. Difusor de salida del FAN 6 SPor tratarse de una reaccin isentlpica, TSFt = T6tY por ser una reaccin isentrpica, tambin el proceso es isobrico pSFt = p6tRelacionando la presin y la temperatura de remanso a la salida con sus

correspondiente magnitudes estticas se puede establecer el valor de la velocidad de salida del chorro VSF:

PROBLEMA A11 - (11)


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8. Empuje

E total = E + E

es decir,

E total = (G + c) Vs GV0 + G ( VsF V0)

bien

PROBLEMA A11 - (y 12)

Empuje (6)

E total = G [(1 + f) Vs V0 + ( VsF V0)]

bien E total = G [(1 + f) Vs + VsF (1 + ) V0 ]

www.aero.us.eshttp://www.aero.us.es/SP/archivos/0708/SP-problemaA11.pdf

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