Efectos del refrigerante y la temperatura de trabajo en la cavitación en una bomba de refrigeración aeronáutica con alta velocidad de rotación
Autores: Wu, Ao; Zhao, Ruijie; Wang, Fei; Zhang, Desheng; Wang, Xikun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Efectos del refrigerante y la temperatura de trabajo en la cavitación en una bomba de refrigeración aeronáutica con alta velocidad de rotación
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Bomba centrífuga
Velocidad de rotación
Impulsor
Cavitación
Rendimiento hidráulico
Refrigerante
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
La bomba centrífuga con alta velocidad de rotación es el componente clave en el sistema de refrigeración de una aeronave. Debido a la alta velocidad de rotación, la entrada del impulsor es muy propensa a la cavitación. Se diseñan dos impulsores con diferentes tipos de palas (cilíndricas y de división), y se construyen los modelos numéricos de las bombas. La autenticidad de los modelos numéricos se valida con los experimentos correspondientes en términos de características hidráulicas y de cavitación. Luego, se estudian los efectos de diferentes refrigerantes y temperaturas de trabajo en el rendimiento hidráulico y de cavitación de los modelos prototipo basándose en las simulaciones numéricas. Los resultados muestran que la altura y la eficiencia de la bomba para transportar agua son superiores a las de transportar solución acuosa de etilenglicol (EG) y solución acuosa de propilenglicol (PG) (EGaq y PGaq se definen para representar la solución acuosa de EG y la solución acuosa de PG, respectivamente). El rendimiento hidráulico en el EGaq es ligeramente mejor que en el PGaq. El rendimiento de cavitación del agua es muy inferior al del EGaq y PGaq a altas temperaturas de trabajo. El volumen de cavitación en el EGaq es menor que en el PGaq, y el volumen de cavitación en las palas de división es ligeramente menor que en las palas cilíndricas. Se sugiere que se utilice el EGaq como primera opción. Las palas de división pueden mejorar el rendimiento de cavitación de alguna manera, aunque la mejora al usar las palas de división es muy limitada a altas velocidades de rotación, y el diseño de las palas cortas debe ser cuidadoso para obtener un campo de flujo interno suave.
Descripción
La bomba centrífuga con alta velocidad de rotación es el componente clave en el sistema de refrigeración de una aeronave. Debido a la alta velocidad de rotación, la entrada del impulsor es muy propensa a la cavitación. Se diseñan dos impulsores con diferentes tipos de palas (cilíndricas y de división), y se construyen los modelos numéricos de las bombas. La autenticidad de los modelos numéricos se valida con los experimentos correspondientes en términos de características hidráulicas y de cavitación. Luego, se estudian los efectos de diferentes refrigerantes y temperaturas de trabajo en el rendimiento hidráulico y de cavitación de los modelos prototipo basándose en las simulaciones numéricas. Los resultados muestran que la altura y la eficiencia de la bomba para transportar agua son superiores a las de transportar solución acuosa de etilenglicol (EG) y solución acuosa de propilenglicol (PG) (EGaq y PGaq se definen para representar la solución acuosa de EG y la solución acuosa de PG, respectivamente). El rendimiento hidráulico en el EGaq es ligeramente mejor que en el PGaq. El rendimiento de cavitación del agua es muy inferior al del EGaq y PGaq a altas temperaturas de trabajo. El volumen de cavitación en el EGaq es menor que en el PGaq, y el volumen de cavitación en las palas de división es ligeramente menor que en las palas cilíndricas. Se sugiere que se utilice el EGaq como primera opción. Las palas de división pueden mejorar el rendimiento de cavitación de alguna manera, aunque la mejora al usar las palas de división es muy limitada a altas velocidades de rotación, y el diseño de las palas cortas debe ser cuidadoso para obtener un campo de flujo interno suave.