Estudio de Simulación CFD sobre el Rendimiento de una Turbina de Aire a Presión Modificada (RAT) para la Generación de Energía en Aeronaves
Autores: Saad, Magedi Moh M.; Mohd, Sofian; Zulkafli, Mohd Fadhli; Samiran, Nor Afzanizam; Didane, Djamal Hissein
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Estudio de Simulación CFD sobre el Rendimiento de una Turbina de Aire a Presión Modificada (RAT) para la Generación de Energía en Aeronaves
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Unidad de potencia
Contaminación del aire
Turbina de aire ram
Técnica de contrarrotación
Perfiles de ala
Sistema CRRAT
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El presente documento tiene como objetivo estudiar la posibilidad de prescindir de una unidad de potencia auxiliar (APU) en una aeronave impulsada por combustibles fósiles para reducir la contaminación del aire. En particular, busca evaluar la cantidad de energía generada por la turbina de aire ram (RAT) utilizando la novedosa técnica de contrarrotación, al mismo tiempo que caracteriza su distancia axial óptima. La turbina de aire ram (RAT), que ya está equipada en las aeronaves, fue mejorada para generar la cantidad de energía producida por la APU. El enfoque se implementó mediante un sistema CRRAT. Se probaron seis perfiles de ala basados en modelos 2D y se eligió el mejor perfil de ala para su implantación en los sistemas RAT y CRRAT. El rendimiento de la RAT convencional de rotor único y del CRRAT se analizó utilizando el software FLUENT basado en modelos 3D. El esquema numérico adoptado fue la ecuación de Navier-Stokes con modelado de turbulencia k- SST. Se utilizó una malla dinámica y una función definida por el usuario (UDF) para hacer girar la turbina del rotor mediante el viento. Los resultados indicaron que el perfil de ala FX63-137 mostró un rendimiento superior en términos de la relación de sustentación a resistencia en comparación con los otros perfiles de ala. La distancia axial óptima entre los dos rotores fue de 0.087 m del diámetro del rotor y la eficiencia del nuevo CRRAT aumentó a casi el 45% en comparación con la RAT de rotor único.
Descripción
El presente documento tiene como objetivo estudiar la posibilidad de prescindir de una unidad de potencia auxiliar (APU) en una aeronave impulsada por combustibles fósiles para reducir la contaminación del aire. En particular, busca evaluar la cantidad de energía generada por la turbina de aire ram (RAT) utilizando la novedosa técnica de contrarrotación, al mismo tiempo que caracteriza su distancia axial óptima. La turbina de aire ram (RAT), que ya está equipada en las aeronaves, fue mejorada para generar la cantidad de energía producida por la APU. El enfoque se implementó mediante un sistema CRRAT. Se probaron seis perfiles de ala basados en modelos 2D y se eligió el mejor perfil de ala para su implantación en los sistemas RAT y CRRAT. El rendimiento de la RAT convencional de rotor único y del CRRAT se analizó utilizando el software FLUENT basado en modelos 3D. El esquema numérico adoptado fue la ecuación de Navier-Stokes con modelado de turbulencia k- SST. Se utilizó una malla dinámica y una función definida por el usuario (UDF) para hacer girar la turbina del rotor mediante el viento. Los resultados indicaron que el perfil de ala FX63-137 mostró un rendimiento superior en términos de la relación de sustentación a resistencia en comparación con los otros perfiles de ala. La distancia axial óptima entre los dos rotores fue de 0.087 m del diámetro del rotor y la eficiencia del nuevo CRRAT aumentó a casi el 45% en comparación con la RAT de rotor único.