Simulación de rendimiento dinámico basada en modelos de una microturbina utilizando datos de pruebas de vuelo
Autores: Erario, Mario Leonardo; Giorgi, Maria Grazia De; Przysowa, Radoslaw
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Simulación de rendimiento dinámico basada en modelos de una microturbina utilizando datos de pruebas de vuelo
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Microturbinas
Eficiencia
Durabilidad
Modelos de simulación
Sistemas de control de motores
Turbina de gas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Las microturbinas se pueden utilizar no solo en modelos y educación, sino también para propulsar vehículos aéreos no tripulados (UAV). Sin embargo, su adopción más amplia está limitada por su eficiencia y durabilidad relativamente bajas. Se requieren modelos de simulación validados para monitorear su rendimiento, mejorar su vida útil y diseñar sistemas de control de motores. Este estudio tiene como objetivo desarrollar un modelo numérico de una microturbina de gas destinado a la predicción y pronóstico del rendimiento del motor. Para construir un modelo cero-dimensional confiable, los mapas de compresores y turbinas disponibles se escalaron a los datos de banco de pruebas disponibles mediante el método de mínimos cuadrados, para cumplir con el rendimiento del motor logrado durante las pruebas en banco y en vuelo. Se implementó un modelo de motor a reacción en estado estacionario en el Programa de Simulación de Turbinas de Gas (GSP) y se comparó con puntos de operación experimentales. Los datos de vuelo seleccionados se utilizaron luego como entrada para el modelo de motor transitorio. La temperatura de los gases de escape (EGT) y el flujo de combustible se eligieron como los dos parámetros clave para validar el modelo, comparando los valores numéricos predichos con los experimentales. La diferencia observada entre el modelo y los datos de vuelo fue inferior al 3% tanto para EGT como para el flujo de combustible.
Descripción
Las microturbinas se pueden utilizar no solo en modelos y educación, sino también para propulsar vehículos aéreos no tripulados (UAV). Sin embargo, su adopción más amplia está limitada por su eficiencia y durabilidad relativamente bajas. Se requieren modelos de simulación validados para monitorear su rendimiento, mejorar su vida útil y diseñar sistemas de control de motores. Este estudio tiene como objetivo desarrollar un modelo numérico de una microturbina de gas destinado a la predicción y pronóstico del rendimiento del motor. Para construir un modelo cero-dimensional confiable, los mapas de compresores y turbinas disponibles se escalaron a los datos de banco de pruebas disponibles mediante el método de mínimos cuadrados, para cumplir con el rendimiento del motor logrado durante las pruebas en banco y en vuelo. Se implementó un modelo de motor a reacción en estado estacionario en el Programa de Simulación de Turbinas de Gas (GSP) y se comparó con puntos de operación experimentales. Los datos de vuelo seleccionados se utilizaron luego como entrada para el modelo de motor transitorio. La temperatura de los gases de escape (EGT) y el flujo de combustible se eligieron como los dos parámetros clave para validar el modelo, comparando los valores numéricos predichos con los experimentales. La diferencia observada entre el modelo y los datos de vuelo fue inferior al 3% tanto para EGT como para el flujo de combustible.