Modelo Genérico de Ciclo a Escala Local Mejorado para Simulaciones Aerotérmicas de Motores de Turbina de Gas para Propulsión
Autores: Gurrola Arrieta, Manuel de Jesús; Botez, Ruxandra Mihaela
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Modelo Genérico de Ciclo a Escala Local Mejorado para Simulaciones Aerotérmicas de Motores de Turbina de Gas para Propulsión
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Modelo genérico de ciclo aerotermodinámico
AGCM
Estado estacionario
Punto de diseño
Rendimiento fuera de diseño
Turbomaquinaria
Escalado de mapas de componentes
Ecuaciones no lineales
Simulación numérica de sistemas de propulsión
NPSS
Consumo específico de combustible
SFC
Empuje neto
Base de datos de motores
Condición de vuelo de crucero
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 20
Citaciones: Sin citaciones
Se propone un Modelo Genérico de Ciclo Aerotérmico a Escala Local (AGCM). El AGCM tiene en cuenta varias mejoras no consideradas en modelos similares, como la extracción de aire del compresor para el Sistema de Control Ambiental (ECS) de aeronaves, la extracción de potencia parasitaria del eje y la entalpía del combustible que entra en la cámara de combustión. El AGCM está destinado a análisis de rendimiento en estado estacionario en el Punto de Diseño (DP) y Fuera de Diseño (OD). Se presenta la física subyacente para el modelo DP. Se discuten a fondo los mapas de componentes de turbomaquinaria y el sistema de ecuaciones no lineales necesarias para definir el modelo OD. El AGCM se compara con un modelo equivalente desarrollado en la Simulación Numérica del Sistema de Propulsión (NPSS). Las comparaciones se realizaron considerando un DP concebido para aproximarse a un motor General Electric CF34-8C5B1. Los errores promedio encontrados en estas comparaciones para el Consumo Específico de Combustible (SFC) y el empuje neto fueron -0.111% y 0.193%, respectivamente. Finalmente, se comparan las predicciones de los niveles absolutos de rendimiento destinados al motor -8C5B1 con correlaciones empíricas derivadas de una base de datos integral de motores turbofan. Se encontró que las predicciones del AGCM están en acuerdo con las correlaciones empíricas; los errores encontrados en SFC y empuje neto en condiciones de vuelo de crucero fueron -0.43% y 2.06%, respectivamente.
Descripción
Se propone un Modelo Genérico de Ciclo Aerotérmico a Escala Local (AGCM). El AGCM tiene en cuenta varias mejoras no consideradas en modelos similares, como la extracción de aire del compresor para el Sistema de Control Ambiental (ECS) de aeronaves, la extracción de potencia parasitaria del eje y la entalpía del combustible que entra en la cámara de combustión. El AGCM está destinado a análisis de rendimiento en estado estacionario en el Punto de Diseño (DP) y Fuera de Diseño (OD). Se presenta la física subyacente para el modelo DP. Se discuten a fondo los mapas de componentes de turbomaquinaria y el sistema de ecuaciones no lineales necesarias para definir el modelo OD. El AGCM se compara con un modelo equivalente desarrollado en la Simulación Numérica del Sistema de Propulsión (NPSS). Las comparaciones se realizaron considerando un DP concebido para aproximarse a un motor General Electric CF34-8C5B1. Los errores promedio encontrados en estas comparaciones para el Consumo Específico de Combustible (SFC) y el empuje neto fueron -0.111% y 0.193%, respectivamente. Finalmente, se comparan las predicciones de los niveles absolutos de rendimiento destinados al motor -8C5B1 con correlaciones empíricas derivadas de una base de datos integral de motores turbofan. Se encontró que las predicciones del AGCM están en acuerdo con las correlaciones empíricas; los errores encontrados en SFC y empuje neto en condiciones de vuelo de crucero fueron -0.43% y 2.06%, respectivamente.