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Optimización de intercambiadores de calor para motores aéreos recuperados con intercooler

Autores: Misirlis, Dimitrios; Vlahostergios, Zinon; Flouros, Michael; Salpingidou, Christina; Donnerhack, Stefan; Goulas, Apostolos; Yakinthos, Kyros

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2017

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Acceso abierto

Artículo científico
2017

Optimización de intercambiadores de calor para motores aéreos recuperados con intercooler


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Aeroespacial

Palabras clave

Marco
Proyecto de investigación europeo
LEMCOTEC
Sistema de recuperación
Motor a reacción recuperado con intercooler
Concepto de motor IRA

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 14

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En el marco del proyecto de investigación europeo LEMCOTEC, se dedicó una sección a la optimización adicional del sistema de recuperación del concepto de motor aeroengañado recuperado intercoolado (motor IRA) de MTU Aero Engines AG. Este concepto se basa en un ciclo termodinámico avanzado que combina tanto el intercoolado como la recuperación. El presente trabajo se centra únicamente en el proceso de recuperación. Esto se lleva a cabo a través de un sistema de intercambiadores de calor montados dentro de la boquilla de escape de gases calientes, proporcionando economía de combustible y reduciendo las emisiones de contaminantes. La optimización del sistema de recuperación se realizó utilizando cálculos de dinámica de fluidos computacional (CFD), mediciones experimentales y análisis del ciclo termodinámico para una amplia gama de condiciones de operación del motor. Se desarrolló una herramienta numérica personalizada basada en un enfoque de modelo de porosidad avanzada. Los intercambiadores de calor se modelaron como medios porosos con un comportamiento de transferencia de calor y pérdida de presión predefinidos y también podían incorporar decisiones de diseño de intercambiadores de calor importantes y críticas en los cálculos CFD. La optimización resultó en dos conceptos de intercambiadores de calor innovadores completamente nuevos, denominados CORN (Boquilla Recuperativa Cónica) y STARTREC (Recuperador Térmico Anular Recto), que proporcionaron beneficios significativos en términos de consumo de combustible, emisión de contaminantes y reducción de peso en comparación con diseños de intercambiadores de calor más convencionales, demostrando así que existe un potencial adicional de optimización para esta tecnología.

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