Coeficientes de descarga de puertos con entradas escalonadas
Autores: Spencer, Adrian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2018
Acceso abierto
Artículo científico
2018
Coeficientes de descarga de puertos con entradas escalonadas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Turbinas de gas
Azulejo térmico
Coeficiente de descarga
Escalón de entrada
Cámara de combustión
Excentricidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Los componentes de las turbinas de gas aeronáuticas se están construyendo cada vez más a partir de dos capas, que incluyen una piel que contiene presión, la cual está protegida por un azulejo térmico. Entre ellas, a menudo se emplean pedestales y/o otras características que mejoran la transferencia de calor. Esto resulta en puertos de admisión de aire a través de la doble piel que tienen una característica de escalón en la entrada. Se han capturado datos experimentales para puertos escalonados con un enfoque de flujo cruzado, que muestran un aumento notable del 20% al 25% en el coeficiente de descarga debido a tamaños de escalón de entrada típicos de configuraciones de cámaras de combustión. En este sentido, el escalón se comporta de una manera comparable a los puertos con chaflanado o redondeado en la entrada; el coeficiente de descarga aumenta como resultado de una reducción en el tamaño de la vena contracta provocada por cambios en el flujo en la entrada del puerto. Los puertos redondeados y chaflanados han sido objeto de estudios previos, y existen correlaciones empíricas para predecir su coeficiente de descarga, como se utiliza en muchas herramientas de red de flujo unidimensional. Se sugiere un método para predecir el cambio en el coeficiente de descarga debido a un escalón: convertir el efecto del escalón en una relación equivalente de radio a diámetro disponible en los enfoques de correlación existentes. También se considera un factor adicional de excentricidad entre el agujero en las dos pieles. Se ha demostrado que la excentricidad reduce el coeficiente de descarga en hasta un 10% para algunas configuraciones, lo que es más pronunciado en fracciones de ingestión de flujo de masa de puerto más altas.
Descripción
Los componentes de las turbinas de gas aeronáuticas se están construyendo cada vez más a partir de dos capas, que incluyen una piel que contiene presión, la cual está protegida por un azulejo térmico. Entre ellas, a menudo se emplean pedestales y/o otras características que mejoran la transferencia de calor. Esto resulta en puertos de admisión de aire a través de la doble piel que tienen una característica de escalón en la entrada. Se han capturado datos experimentales para puertos escalonados con un enfoque de flujo cruzado, que muestran un aumento notable del 20% al 25% en el coeficiente de descarga debido a tamaños de escalón de entrada típicos de configuraciones de cámaras de combustión. En este sentido, el escalón se comporta de una manera comparable a los puertos con chaflanado o redondeado en la entrada; el coeficiente de descarga aumenta como resultado de una reducción en el tamaño de la vena contracta provocada por cambios en el flujo en la entrada del puerto. Los puertos redondeados y chaflanados han sido objeto de estudios previos, y existen correlaciones empíricas para predecir su coeficiente de descarga, como se utiliza en muchas herramientas de red de flujo unidimensional. Se sugiere un método para predecir el cambio en el coeficiente de descarga debido a un escalón: convertir el efecto del escalón en una relación equivalente de radio a diámetro disponible en los enfoques de correlación existentes. También se considera un factor adicional de excentricidad entre el agujero en las dos pieles. Se ha demostrado que la excentricidad reduce el coeficiente de descarga en hasta un 10% para algunas configuraciones, lo que es más pronunciado en fracciones de ingestión de flujo de masa de puerto más altas.