Análisis de las características operativas dinámicas de un motor de turbina de detonación por pulso
Autores: Tan, Wenhao; Zheng, Longxi; Lu, Jie; Xiao, Zhiyi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Análisis de las características operativas dinámicas de un motor de turbina de detonación por pulso
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Características operativas dinámicas
Motor de turbina de detonación por pulso
Modelo transitorio
Datos experimentales
Tasa de flujo de combustible
Frecuencia de disparo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Para obtener las características dinámicas de operación de un motor de turbina de detonación por pulso (PDTE), se establece un modelo transitorio considerando la dinámica del eje y el efecto volumétrico de los componentes en el PDTE. La precisión del modelo se verifica con los datos experimentales de un motor prototipo de detonación por pulso. Las desviaciones entre los datos calculados y los resultados experimentales no son superiores al 7.61%. Los resultados numéricos muestran que el estado de operación del PDTE cambiará gradualmente con el aumento de la tasa de flujo de combustible o la frecuencia de disparo. Los cálculos en estado cuasi-estacionario muestran que hay valores máximos para la velocidad del rotor, el empuje y el empuje específico cuando la tasa de flujo de combustible se incrementa de 0.0056 kg/s a 0.0129 kg/s a una frecuencia de disparo de 10 Hz. La velocidad del rotor, el empuje y el empuje específico disminuirán repentinamente debido al exceso de combustible en el PDC con el aumento de la tasa de flujo de combustible. El consumo específico de combustible tiene un valor mínimo durante este proceso. Cuando la frecuencia de disparo se incrementa de 7 Hz a 18 Hz a una tasa de flujo de combustible fija, los parámetros de rendimiento como el empuje, el empuje específico y el consumo específico de combustible tienen una tendencia de variación similar. Los valores extremos de los parámetros de rendimiento se obtienen a una frecuencia de disparo de 12 Hz. Para el proceso dinámico de operación del PDTE, parámetros como la velocidad del rotor o la relación de presión del compresor aumentan de manera oscilante cíclica cuando se cambia la tasa de flujo de combustible o la frecuencia de disparo.
Descripción
Para obtener las características dinámicas de operación de un motor de turbina de detonación por pulso (PDTE), se establece un modelo transitorio considerando la dinámica del eje y el efecto volumétrico de los componentes en el PDTE. La precisión del modelo se verifica con los datos experimentales de un motor prototipo de detonación por pulso. Las desviaciones entre los datos calculados y los resultados experimentales no son superiores al 7.61%. Los resultados numéricos muestran que el estado de operación del PDTE cambiará gradualmente con el aumento de la tasa de flujo de combustible o la frecuencia de disparo. Los cálculos en estado cuasi-estacionario muestran que hay valores máximos para la velocidad del rotor, el empuje y el empuje específico cuando la tasa de flujo de combustible se incrementa de 0.0056 kg/s a 0.0129 kg/s a una frecuencia de disparo de 10 Hz. La velocidad del rotor, el empuje y el empuje específico disminuirán repentinamente debido al exceso de combustible en el PDC con el aumento de la tasa de flujo de combustible. El consumo específico de combustible tiene un valor mínimo durante este proceso. Cuando la frecuencia de disparo se incrementa de 7 Hz a 18 Hz a una tasa de flujo de combustible fija, los parámetros de rendimiento como el empuje, el empuje específico y el consumo específico de combustible tienen una tendencia de variación similar. Los valores extremos de los parámetros de rendimiento se obtienen a una frecuencia de disparo de 12 Hz. Para el proceso dinámico de operación del PDTE, parámetros como la velocidad del rotor o la relación de presión del compresor aumentan de manera oscilante cíclica cuando se cambia la tasa de flujo de combustible o la frecuencia de disparo.