Estudio Experimental y Numérico sobre la Impresión de Chorro Combinada y el Enfriamiento por Película de una Sección de Postcombustión de Aero-Motor
Autores: Singh, Ashutosh Kumar; Kumar, Sourabh; Singh, Kuldeep
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Estudio Experimental y Numérico sobre la Impresión de Chorro Combinada y el Enfriamiento por Película de una Sección de Postcombustión de Aero-Motor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Metodologías de enfriamiento
Palas de turbina
Revestimientos de cámara de combustión
Revestimientos de postcombustión
Impacto
Enfriamiento por película
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El reciente avance de las metodologías de enfriamiento para componentes críticos como las palas de turbina, los revestimientos de combustores y los revestimientos de postcombustión ha llevado al desarrollo de una combinación de enfriamiento por impacto y enfriamiento por película. El presente estudio propone una técnica de enfriamiento eficiente para un revestimiento de postcombustión de un motor a reacción moderno basada en la combinación de impacto de chorro y enfriamiento por película. Para lograr esto, se elabora un modelo numérico para modelar el flujo de película sobre un revestimiento corrugado con varios chorros impactando sobre él. El modelo numérico se valida en un conjunto de experimentos internos así como contra datos experimentales disponibles en la literatura. El experimento se realiza para un rango de temperatura limitado (es decir, con una relación de densidad baja). Sin embargo, las simulaciones numéricas se llevan a cabo variando la relación de soplado de 0.3 a 0.6. La relación de densidad durante las simulaciones se mantiene en 3.5. La distancia mínima entre la placa de impacto y el revestimiento se mantiene en h/D = 1. Un análisis detallado de los resultados numéricos indica una caída significativa en la distribución de temperatura sobre la superficie del revestimiento debido a la técnica de enfriamiento empleada. El presente estudio también revela que, bajo condiciones de operación similares, el sistema combinado de impacto de chorro y enfriamiento por película tiene la capacidad de lograr el efecto de enfriamiento deseado a una tasa de flujo de aire de sangrado más baja debido a su mayor efectividad en comparación con el arreglo estándar de enfriamiento por película.
Descripción
El reciente avance de las metodologías de enfriamiento para componentes críticos como las palas de turbina, los revestimientos de combustores y los revestimientos de postcombustión ha llevado al desarrollo de una combinación de enfriamiento por impacto y enfriamiento por película. El presente estudio propone una técnica de enfriamiento eficiente para un revestimiento de postcombustión de un motor a reacción moderno basada en la combinación de impacto de chorro y enfriamiento por película. Para lograr esto, se elabora un modelo numérico para modelar el flujo de película sobre un revestimiento corrugado con varios chorros impactando sobre él. El modelo numérico se valida en un conjunto de experimentos internos así como contra datos experimentales disponibles en la literatura. El experimento se realiza para un rango de temperatura limitado (es decir, con una relación de densidad baja). Sin embargo, las simulaciones numéricas se llevan a cabo variando la relación de soplado de 0.3 a 0.6. La relación de densidad durante las simulaciones se mantiene en 3.5. La distancia mínima entre la placa de impacto y el revestimiento se mantiene en h/D = 1. Un análisis detallado de los resultados numéricos indica una caída significativa en la distribución de temperatura sobre la superficie del revestimiento debido a la técnica de enfriamiento empleada. El presente estudio también revela que, bajo condiciones de operación similares, el sistema combinado de impacto de chorro y enfriamiento por película tiene la capacidad de lograr el efecto de enfriamiento deseado a una tasa de flujo de aire de sangrado más baja debido a su mayor efectividad en comparación con el arreglo estándar de enfriamiento por película.