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Investigación Experimental del Comportamiento del Flujo de Agua de Retorno en Aspas Rotativas de Motores Aeroespaciales con Diferentes Humedades

Autores: Ma, Kuiyuan; Lin, Guiping; Jin, Haichuan; Shen, Xiaobin; Bu, Xueqin

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Investigación Experimental del Comportamiento del Flujo de Agua de Retorno en Aspas Rotativas de Motores Aeroespaciales con Diferentes Humedades


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Hielo
Motor
Superficies superhidrofóbicas
Agua
Rotando

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 43

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La acumulación de hielo en la entrada del motor a reacción compromete la seguridad del motor. Los sistemas tradicionales de deshielo con aire caliente, que utilizan aire de purga, requieren una cantidad considerable de energía, disminuyendo el rendimiento del motor y aumentando las emisiones. Los materiales superhidrofóbicos han mostrado potencial para reducir el consumo de energía cuando se combinan con estos sistemas. La investigación indica que las superficies superhidrofóbicas en componentes estacionarios reducen significativamente el consumo de energía de deshielo al alterar el comportamiento del flujo de agua de retorno. Sin embargo, para los componentes rotativos del motor a reacción, la efectividad de las superficies superhidrofóbicas y la influencia de la humectabilidad de la superficie en el flujo de agua de retorno siguen siendo poco claras debido a las fuerzas centrífugas y de Coriolis. Este estudio investiga el comportamiento del flujo de agua de retorno en superficies giratorias de los motores a reacción con diferentes humectabilidades en un túnel de viento de spray de flujo recto. Los resultados demostraron que la fuerza centrífuga reduce la cantidad de agua de retorno en el spinner rotativo en comparación con la superficie estacionaria, formando flujos de riachuelos desviados en dirección opuesta a la rotación. Además, la humectabilidad afecta significativamente las características del flujo de agua de retorno en superficies rotativas. A medida que aumenta el ángulo de contacto, el agua líquida en el spinner rotativo pasa de un flujo de película continua a flujos de riachuelos y de gotas. Notablemente, la superficie superhidrofóbica previene la adhesión del agua, lo que indica su potencial para el deshielo en componentes rotativos. Además, la interacción entre la velocidad de rotación y la humectabilidad de la superficie potencia los efectos, con una mayor velocidad de rotación y ángulos de contacto más grandes contribuyendo a mayores velocidades de flujo de agua líquida, promoviendo la rápida formación y desprendimiento de flujos de riachuelos y de gotas.

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