Método de Evaluación de Eficiencia Energética a Nivel de Tarea Basado en el Consumo Específico de Combustible por Empuje de Motores Aeroespaciales con Aplicación al Sistema de Control Ambiental
Autores: Liu, Haodong; Dong, Sujun; Jiang, Hongsheng; Zhou, Yuanye; Liu, Yongji; Wu, Jianjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Método de Evaluación de Eficiencia Energética a Nivel de Tarea Basado en el Consumo Específico de Combustible por Empuje de Motores Aeroespaciales con Aplicación al Sistema de Control Ambiental
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Aviones del futuro
Energía eléctrica
Sistema de control ambiental
Motor a reacción
Economía de combustible
Eficiencia energética
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Recientemente ha habido un cambio considerable y dramático en el diseño del sistema de algunos aviones futuros. El uso de energía eléctrica ha llevado a una demanda de desarrollo tecnológico rápido en el sistema de control ambiental (ECS). Extraer energía del motor a reacción en forma de aire comprimido y energía eléctrica para impulsar el ECS afecta directamente la economía de combustible del motor a reacción. Existe una demanda urgente de un método de evaluación de eficiencia energética a nivel de tarea para guiar la programación de energía y disipadores de calor. Este artículo toma el caza F22 Raptor como objeto de investigación y analiza la influencia del aire de purga y la energía eléctrica en el empuje y el consumo específico de combustible por empuje (TSFC) basado en el método de análisis de exergía. Primero, se construye un modelo sustituto de TSFC de dos pasos y se propone un método de evaluación de eficiencia energética a nivel de tarea. El error del modelo sustituto de TSFC es inferior al 5%, lo que significa que la precisión del modelo es suficiente para satisfacer las necesidades de la ingeniería. Luego, los resultados de la evaluación de eficiencia energética a nivel de tarea muestran que el ciclo de vapor tiene una economía de combustible significativa cuando la capacidad de refrigeración es grande, mientras que el ciclo de aire tiene ciertas ventajas con una capacidad de refrigeración pequeña. El método del modelo sustituto de TSFC reduce la complejidad computacional de la evaluación con suficiente precisión, lo que puede proporcionar una referencia para seleccionar el tipo de ECS y guiar la optimización de la distribución de la capacidad de refrigeración del ciclo de aire y del ciclo de vapor.
Descripción
Recientemente ha habido un cambio considerable y dramático en el diseño del sistema de algunos aviones futuros. El uso de energía eléctrica ha llevado a una demanda de desarrollo tecnológico rápido en el sistema de control ambiental (ECS). Extraer energía del motor a reacción en forma de aire comprimido y energía eléctrica para impulsar el ECS afecta directamente la economía de combustible del motor a reacción. Existe una demanda urgente de un método de evaluación de eficiencia energética a nivel de tarea para guiar la programación de energía y disipadores de calor. Este artículo toma el caza F22 Raptor como objeto de investigación y analiza la influencia del aire de purga y la energía eléctrica en el empuje y el consumo específico de combustible por empuje (TSFC) basado en el método de análisis de exergía. Primero, se construye un modelo sustituto de TSFC de dos pasos y se propone un método de evaluación de eficiencia energética a nivel de tarea. El error del modelo sustituto de TSFC es inferior al 5%, lo que significa que la precisión del modelo es suficiente para satisfacer las necesidades de la ingeniería. Luego, los resultados de la evaluación de eficiencia energética a nivel de tarea muestran que el ciclo de vapor tiene una economía de combustible significativa cuando la capacidad de refrigeración es grande, mientras que el ciclo de aire tiene ciertas ventajas con una capacidad de refrigeración pequeña. El método del modelo sustituto de TSFC reduce la complejidad computacional de la evaluación con suficiente precisión, lo que puede proporcionar una referencia para seleccionar el tipo de ECS y guiar la optimización de la distribución de la capacidad de refrigeración del ciclo de aire y del ciclo de vapor.