Investigación Experimental y Numérica sobre un Reductor de Vórtice con Aletas en una Cavidad Rotativa con un Flujo Radial
Autores: He, Jian; Luo, Xiang; Bai, Yang; Song, An; Yang, Tao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Investigación Experimental y Numérica sobre un Reductor de Vórtice con Aletas en una Cavidad Rotativa con un Flujo Radial
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Motores aéreos
Sistema de aire secundario
Discos de rotor
Cavidades de sellado
Reductor de vórtice aletas
Pérdida de presión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
En los motores aéreos, se utiliza un sistema de aire secundario para enfriar los discos del rotor y las cavidades de sellado entre las partes del rotor y del estator. La pérdida de presión causada por el aire de purga se puede reducir de manera efectiva al establecer el reductor de vórtice aletas. Así, el diseño del sistema de purga se puede optimizar investigando la estructura del flujo y la pérdida de presión de cada sección en la cavidad con un reductor de vórtice aletas. En este estudio, se investigó la influencia de diferentes posiciones de instalación de un reductor de vórtice aletas sobre las características de pérdida de presión a través de métodos experimentales y de simulación numérica, centrándose en el flujo radial del sistema de aire secundario. Los resultados indican que las posiciones de entrada y salida de las aletas afectan la estructura del flujo en la cavidad. Los parámetros aerodinámicos (número de Reynolds rotacional y coeficiente de caudal másico), junto con los radios de entrada y salida de las aletas, influyen en la pérdida de presión en la cavidad. Considerando la relación de remolino beta restringida por las aletas, se estableció un modelo de pérdida de presión, que mostró una buena concordancia con la pérdida de presión medida experimentalmente. Este modelo refleja el impacto de las posiciones de entrada y salida de las aletas en las características de pérdida de presión.
Descripción
En los motores aéreos, se utiliza un sistema de aire secundario para enfriar los discos del rotor y las cavidades de sellado entre las partes del rotor y del estator. La pérdida de presión causada por el aire de purga se puede reducir de manera efectiva al establecer el reductor de vórtice aletas. Así, el diseño del sistema de purga se puede optimizar investigando la estructura del flujo y la pérdida de presión de cada sección en la cavidad con un reductor de vórtice aletas. En este estudio, se investigó la influencia de diferentes posiciones de instalación de un reductor de vórtice aletas sobre las características de pérdida de presión a través de métodos experimentales y de simulación numérica, centrándose en el flujo radial del sistema de aire secundario. Los resultados indican que las posiciones de entrada y salida de las aletas afectan la estructura del flujo en la cavidad. Los parámetros aerodinámicos (número de Reynolds rotacional y coeficiente de caudal másico), junto con los radios de entrada y salida de las aletas, influyen en la pérdida de presión en la cavidad. Considerando la relación de remolino beta restringida por las aletas, se estableció un modelo de pérdida de presión, que mostró una buena concordancia con la pérdida de presión medida experimentalmente. Este modelo refleja el impacto de las posiciones de entrada y salida de las aletas en las características de pérdida de presión.