Un modelo simple para evaluar el papel de la composición y el tamaño del polvo en la deposición en motores de aeronaves de rotor
Autores: Bojdo, Nicholas; Filippone, Antonio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Un modelo simple para evaluar el papel de la composición y el tamaño del polvo en la deposición en motores de aeronaves de rotor
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Apagado por llama
Aumento de potencia del motor
Acumulación de arena y polvo
Palas de guía de boquilla
Polvo mineral
Tasa de deposición
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Ha habido varios incidentes registrados de aeronaves de rotor que experimentan apagones debido a un aumento de presión en el motor como resultado de la rápida acumulación de arena y polvo en las palas de guía de la boquilla. Minerales como el cloruro de sodio y el albita tienen puntos de fusión más bajos que el cuarzo y se ha encontrado que constituyen parte del sedimento suelto en sitios de aterrizaje no preparados en el Golfo Pérsico. A pesar de esto, no se encuentran en gran abundancia, si es que se encuentran, en muchos de los polvos de prueba que se utilizan para calificar motores que operan en entornos difíciles. La consecuencia es una subestimación del tiempo hasta la falla debido a la acumulación de depósitos en las palas. En el trabajo actual, utilizamos un modelo simple para demostrar la sensibilidad de la eficiencia de acumulación (la proporción de polvo ingerido que se adhiere) a las propiedades fisicoquímicas del polvo mineral. Utilizamos el concepto de número de Stokes térmico para examinar la relación entre el tiempo de equilibrio y el tiempo de residencia y cómo esto varía en función del mineral constitutivo, así como del tamaño de las partículas. La probabilidad de impacto aumenta con el número de Stokes de momento, mientras que la probabilidad de adhesión disminuye con el número de Stokes térmico, sin embargo, ambos aumentan con el cuadrado del diámetro de la partícula. Esto conduce a un pico en la tasa de deposición a un cierto tamaño de partícula. Sin embargo, se ha demostrado que la mineralogía del polvo influye en la eficiencia de adhesión más que en la eficiencia de impacto debido a las diferencias en el punto de fusión. Finalmente, aplicamos nuestro modelo simple para estimar la masa de polvo depositada durante un aterrizaje de brownout de un helicóptero Pave Hawk, utilizando dos polvos de prueba diferentes disponibles comercialmente.
Descripción
Ha habido varios incidentes registrados de aeronaves de rotor que experimentan apagones debido a un aumento de presión en el motor como resultado de la rápida acumulación de arena y polvo en las palas de guía de la boquilla. Minerales como el cloruro de sodio y el albita tienen puntos de fusión más bajos que el cuarzo y se ha encontrado que constituyen parte del sedimento suelto en sitios de aterrizaje no preparados en el Golfo Pérsico. A pesar de esto, no se encuentran en gran abundancia, si es que se encuentran, en muchos de los polvos de prueba que se utilizan para calificar motores que operan en entornos difíciles. La consecuencia es una subestimación del tiempo hasta la falla debido a la acumulación de depósitos en las palas. En el trabajo actual, utilizamos un modelo simple para demostrar la sensibilidad de la eficiencia de acumulación (la proporción de polvo ingerido que se adhiere) a las propiedades fisicoquímicas del polvo mineral. Utilizamos el concepto de número de Stokes térmico para examinar la relación entre el tiempo de equilibrio y el tiempo de residencia y cómo esto varía en función del mineral constitutivo, así como del tamaño de las partículas. La probabilidad de impacto aumenta con el número de Stokes de momento, mientras que la probabilidad de adhesión disminuye con el número de Stokes térmico, sin embargo, ambos aumentan con el cuadrado del diámetro de la partícula. Esto conduce a un pico en la tasa de deposición a un cierto tamaño de partícula. Sin embargo, se ha demostrado que la mineralogía del polvo influye en la eficiencia de adhesión más que en la eficiencia de impacto debido a las diferencias en el punto de fusión. Finalmente, aplicamos nuestro modelo simple para estimar la masa de polvo depositada durante un aterrizaje de brownout de un helicóptero Pave Hawk, utilizando dos polvos de prueba diferentes disponibles comercialmente.