Diseño de impulsor y análisis de rendimiento de la bomba de combustible de aviación basado en el método inverso
Autores: Ping, Chenguang; Yang, Jinguang; Ferlauto, Michele; Zhao, Yang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de impulsor y análisis de rendimiento de la bomba de combustible de aviación basado en el método inverso
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Bombas centrífugas
Campo de la aviación
Impulsores de bombas de combustible
Método inverso
Distribuciones de carga
Resistencia a la cavitación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Las bombas centrífugas tienen una amplia gama de aplicaciones en el campo de la aviación. El presente trabajo se centra en el diseño óptimo de los impulsores de bombas de combustible de aviación mediante un método inverso. El impulsor de la bomba de combustible se diseña aquí resolviendo un problema inverso, en el que se encuentra la geometría del impulsor al imponer una carga de pala objetivo. Dado que el procedimiento inverso es inviscido, se aplica un proceso iterativo basado en RANS para finalmente converger a una solución completamente viscosa. Se han investigado tres distribuciones de carga representativas, y se evalúan los rendimientos finales mediante cálculos RANS. Dado que se imponen variables de flujo, en lugar de la geometría de la pala, en el campo de flujo objetivo, se encuentra que los impulsores diseñados mediante el método inverso tienen alta eficiencia en condiciones sin cavitación; entre ellos, el impulsor de la bomba con una carga más alta en el cubo mantiene una alta eficiencia para un amplio rango de condiciones de flujo y también tiene mejores rendimientos anti-cavitación en condiciones de baja presión de entrada. Además, la resistencia a la cavitación se puede mejorar ajustando la distribución de carga cerca del borde de ataque de la pala utilizando la herramienta de diseño inverso.
Descripción
Las bombas centrífugas tienen una amplia gama de aplicaciones en el campo de la aviación. El presente trabajo se centra en el diseño óptimo de los impulsores de bombas de combustible de aviación mediante un método inverso. El impulsor de la bomba de combustible se diseña aquí resolviendo un problema inverso, en el que se encuentra la geometría del impulsor al imponer una carga de pala objetivo. Dado que el procedimiento inverso es inviscido, se aplica un proceso iterativo basado en RANS para finalmente converger a una solución completamente viscosa. Se han investigado tres distribuciones de carga representativas, y se evalúan los rendimientos finales mediante cálculos RANS. Dado que se imponen variables de flujo, en lugar de la geometría de la pala, en el campo de flujo objetivo, se encuentra que los impulsores diseñados mediante el método inverso tienen alta eficiencia en condiciones sin cavitación; entre ellos, el impulsor de la bomba con una carga más alta en el cubo mantiene una alta eficiencia para un amplio rango de condiciones de flujo y también tiene mejores rendimientos anti-cavitación en condiciones de baja presión de entrada. Además, la resistencia a la cavitación se puede mejorar ajustando la distribución de carga cerca del borde de ataque de la pala utilizando la herramienta de diseño inverso.