El impacto de la relación de aspecto de la voluta en el rendimiento de una turbina de flujo mixto
Autores: Lee, Samuel P.; Barrans, Simon M.; Jupp, Martyn L.; Nickson, Ambrose K.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2017
Acceso abierto
Artículo científico
2017
El impacto de la relación de aspecto de la voluta en el rendimiento de una turbina de flujo mixto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tendencias
Industria automotriz
Sobrealimentación
Turbina
Relación de aspecto de voluta
Rendimiento.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Las tendencias actuales en la industria automotriz hacia la reducción del tamaño del motor significan que el turbocompresor ahora juega un papel vital en el rendimiento del motor. Un turbocompresor aumenta la densidad del aire de carga utilizando una turbina para extraer energía residual de los gases de escape y accionar un compresor. La mayoría de las aplicaciones de turbocompresores emplean una turbina de flujo radial. Sin embargo, las turbinas de flujo mixto pueden ofrecer ángulos de palas no nulos, reduciendo la separación del borde de ataque (LE) a bajas relaciones de velocidad. El presente documento investiga el rendimiento de una turbina de flujo mixto con tres diseños diferentes de relación de aspecto de voluta ( = 0.5, 1 y 2). Con una relación constante (relación entre el área de la voluta y el radio del centroide), el diseño de voluta = 0.5 produjo un aumento del 4.3% en el parámetro de flujo másico promedio por ciclo (MFP) en comparación con el diseño = 2. Con el propósito de la comparación de rendimiento, fue necesario manipular las volutas para asegurar un MFP constante para la similitud aerodinámica. Con las volutas manipuladas para asegurar un MFP constante para la similitud aerodinámica, la variación máxima de la eficiencia normalizada promedio por ciclo medida entre los diseños fue del 1.47%. Puramente en la región del rotor, la variación en la eficiencia normalizada promedio por ciclo fue del 1%. La relación de aspecto de voluta más pequeña probada mostró un aumento significativo en la pérdida de voluta, mientras que las de 1 y 2 mostraron niveles similares de pérdida. La voluta de menor AR mostró un desarrollo significativo del flujo secundario en la voluta. La variación resultante en la incidencia de LE se encontró que variaba como resultado.
Descripción
Las tendencias actuales en la industria automotriz hacia la reducción del tamaño del motor significan que el turbocompresor ahora juega un papel vital en el rendimiento del motor. Un turbocompresor aumenta la densidad del aire de carga utilizando una turbina para extraer energía residual de los gases de escape y accionar un compresor. La mayoría de las aplicaciones de turbocompresores emplean una turbina de flujo radial. Sin embargo, las turbinas de flujo mixto pueden ofrecer ángulos de palas no nulos, reduciendo la separación del borde de ataque (LE) a bajas relaciones de velocidad. El presente documento investiga el rendimiento de una turbina de flujo mixto con tres diseños diferentes de relación de aspecto de voluta ( = 0.5, 1 y 2). Con una relación constante (relación entre el área de la voluta y el radio del centroide), el diseño de voluta = 0.5 produjo un aumento del 4.3% en el parámetro de flujo másico promedio por ciclo (MFP) en comparación con el diseño = 2. Con el propósito de la comparación de rendimiento, fue necesario manipular las volutas para asegurar un MFP constante para la similitud aerodinámica. Con las volutas manipuladas para asegurar un MFP constante para la similitud aerodinámica, la variación máxima de la eficiencia normalizada promedio por ciclo medida entre los diseños fue del 1.47%. Puramente en la región del rotor, la variación en la eficiencia normalizada promedio por ciclo fue del 1%. La relación de aspecto de voluta más pequeña probada mostró un aumento significativo en la pérdida de voluta, mientras que las de 1 y 2 mostraron niveles similares de pérdida. La voluta de menor AR mostró un desarrollo significativo del flujo secundario en la voluta. La variación resultante en la incidencia de LE se encontró que variaba como resultado.