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Influencia de las Condiciones de Salida de la Boquilla en el Desarrollo del Campo Cercano de Chorros Ejes Simétricos de Alta Subsonicidad y Subexpandidos

Autores: Trumper, Miles T.; Behrouzi, Parviz; McGuirk, James J.

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2018

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Acceso abierto

Artículo científico
2018

Influencia de las Condiciones de Salida de la Boquilla en el Desarrollo del Campo Cercano de Chorros Ejes Simétricos de Alta Subsonicidad y Subexpandidos


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Conocimiento
Desarrollo del chorro
Campo cercano
Salida de la boquilla
Capa límite
Geometría de la boquilla

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
El conocimiento detallado del desarrollo del chorro en el campo cercano (los primeros 10-15 diámetros de salida de la boquilla para un chorro redondo) es importante en el diseño de sistemas de propulsión de motores aéreos, por ejemplo, para la evaluación del ruido del chorro y la firma infrarroja (IR) del chorro. Los números de Mach en la salida de la boquilla son a menudo altos subsónicos, pero también ocurren chorros mal expandido (por ejemplo, que contienen choques); los números de Reynolds altos (O (10)) son típicos. El campo cercano está obviamente influenciado por las condiciones de salida de la boquilla (perfiles de velocidad/turbulencia), por lo que es deseable conocer las características de la capa límite de salida. Por lo tanto, se llevó a cabo un estudio experimental para proporcionar datos detallados sobre las condiciones de entrada y salida de la boquilla y el desarrollo del campo cercano para boquillas redondas convergentes operadas a relaciones de presión de boquilla (NPR) correspondientes a chorros subsónicos altos y supersónicos (subexpandido). Se realizaron mediciones tanto con sonda neumática como con Anemometría Láser Doppler (LDA). Los datos revelaron que la aceleración interna de la boquilla llevó a una reducción dramática en el grosor de la capa límite de la pared y a una forma de perfil más similar a la laminar. La adición de una extensión de pared paralela al final de la boquilla permitió que la capa límite regresara a un estado turbulento, aumentando su grosor y eliminando los efectos de vena contracta. Las diferencias en las capas límite de salida de la boquilla ejercieron una influencia notable, pero solo en los primeros pocos diámetros del desarrollo del chorro. La adición de la extensión de salida eliminó los efectos de vena contracta del diseño solo de convergencia. A NPR subexpandidos, este cambio en la geometría de la boquilla modificó el patrón de celdas de choque y acortó la longitud del núcleo potencial del chorro.

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