Turbojet 2.0

Analisis Termodinamico” Turbojet

“

PROFESOR: Arellanos Vaca Eduardo Enrique ALUMNO: GRUPO: 4AV1

9 etapas del compresor de baja velocidad. 7 etapas del compresor de alta velocidad. Li=15:1 λcc=0.26 ΔPcc=3%

1 etapa de turbina de alta velocidad. 2 etapas de turbina de baja velocidad. Empuje=45kN















civil turbojet 136.77in (3474mm) 38.8in (985.5mm) LP compressor inlet 3495lb (1585kg) dry

all-axial, 9-stage LP compressor, 7-stage HP compressor cannular, 8 flame tubes all-axial,single stage HP turbine, 2-stage LP turbine

12030 lbf (53.5 kN) @ Take-off, SLS, ISA











12.5:1 180 lb/s (81.65 kg/s) 0.785 lb/hr/lbf (22.24g/s/KN) @ Take-off, SLS, ISA and 0.909 lb/hr/lbf (25.75g/s/KN) @Max Cruise 3550lbf M0.85,35000ft,ISA 3.44

-

 ∗     180 50 ∗1000    15273. 1 5      288. 1 5 101.325 -

 ℎ  √ ∗∗  ℎ   ..

ℎ  0.1469 -

ratio = Object Speed/Speed of Sound = Mach Number 

 

Subsonic Mach <1.0 Transonic Mach = 1.0 Supersonic Mach > 1.0 Hypersonic >5.0

-

   1 −.− ∗ℎ   289.288.3936 151  ∗ 0.1469  =

   .     .     1.0148

Plano 1-2 Compresor de baja velocidad. Obtenemos la relación de compresión de la etapa del compresor conocido como relación de etapa

     

 

es el numero de etapas del compresor es la relación de compresión total es los compresores es la relación de compresión del difusor.



Ennuestrosdatosinicialesseseñalaqueelnúmerodeetapasdelcompresorde bajavelocidadesde9yeldealtavelocidadesde7yelOPResobtenidodela mismamanera.

Donde el subíndice indica que es el compresor de baja velocidad (low compresor) es el número de etapas del compresor.

Y el subíndice hace referencia a la relación de compresión por etapa del compresor. (stage)

Donde el subíndice indica que es el compresor de baja velocidad (low compresor) es el número de etapas del compresor. Y el subíndice hace referencia a la relación de compresión por etapa del compresor. (stage)

         102. 8 331 4. 1 052    422.1504 Los valores de la eficiencia del compresor de baja velocidad como se menciona fueron propuestos, dentro de los parámetros señalados en la metodología.

    ∗ . .∗. 

         289. 3 936 4. 1 052 444.5469

Al igual que en el compresor de baja velocidad calcularemos su relación de compresión por etapa y la total del compresor.

      2.1.91994699

Donde el subíndice hace referencia al compresor de alta velocidad (High compresor), las etapas del compresor son proporcionados por la ficha técnica de la aeronave.

      422. 1 504 ∗2. 9 994    1266.2177      Donde la eficiencia del compresor de alta fue propuesta .∗. . 

      444. 5 4692. 9 994 616.4418

  1        1266. 2 17710. 0 3    1228.2311    í     1100273.15



  1373.15              .   .      .     í      .    .

- Plano 4-5 Turbina de alta Velocidad. Calcularemos la temperatura a la salida de la turbina de alta velocidad donde el valor de la eficiencia mecánica en el eje fue propuesto.

 −  TSlid  TEntrd  Cp CpJg∗ηmec  .   .  −.   g TSlid  1373.15K .gJ .  TSlid  1213.0618K

- Realizamos el cálculo de la relación de compresión en la turbina de alta velocidad. Donde la eficiencia de la turbina es propuesta. El subíndice hace referencia a la turbina de alta velocidad (High Turbine)

HT

(g∗ )  g    .∗. . .

π   ππ 1..6235  

-Calculamoslapresiónatravésdelarelacióndepresiones.

         .    .     747.1892 De aquí despejamos a

quedando

Plano 5-6 Turbina de baja velocidad Calculamos la temperatura recordando que el valor de la eficiencia mecánica fue propuesto.

-

- Calculamos la relación de compresión en la turbina de baja velocidad, con la eficiencia de la turbina propuesta por nosotros.

g∗   g  L  .. . .

π   ππL 3..0512  L

-

Calculamoslapresiónatravésdelarelacióndepresiones.

         .    .     747.1892 De aquí despejamos a

-

quedando

Plano5-6Turbinadebajavelocidad Calculamoslatemperaturarecordandoqueelvalordelaeficiencia mecánicafuepropuesto.

- Calculamos la relación de compresión en la turbina de baja velocidad, con la eficiencia de la turbina propuesta por nosotros.

g∗   g  πL    .. ππL 3...0512 . L

- Calculamos la presión de la turbina de baja velocidad al despejarla de la relación de presiones.

PSlid  .  PPSlSliidd  244..88kPa

-Plano6-7Tobera Comenzaremospordefinirelefectoquesepresentaenlatobera, (obturada,noobturada),unavezdefinidoelfenómenorealizaremosel cálculodepresiónytemperaturaenestecomponente

Para definir el tipo de tobera debemos saber lo siguiente:

 ><  2.4>167 > 1.8630

se considerara como una tobera obturada será una tobera no obturada. Siguiendo este proceso, determinamos que:

Por lo tanto aseveramos que es una tobera obturada.

Teniendo en cuenta que la configuración de la tobera es obturada procedemos a calcular la temperatura.

   + 

   909. 2 121  .  +  780.4395 - Ahora calculamos la presión en la tobera.

     244.48439   131. 8 .  Comodatoadicionalparanuestroscálculosdeempujeoflujomásico esnecesarioconocerlavelocidadconquelosgasessonexpedidosdela tobera.Poresarazónprocedemosalcálculodelamisma.

−  √  ∗∗ ∗780.4395 −  1.33∗284 −  542.9434 

cabe destacar esta fórmula varía

según el tipo de tobera que se tenga.

- Ahora procederemos a calcular los flujos másicos de nuestro motor, conociendo que el empuje dado es de 45KN. Factorizamos Sustituimos valores y obtenemos que

Sabemos que el área de la tobera la podemos definir como: Sabemos que es igual a: para nuestro caso quedaría como

Sustituimos el valor de la densidad en la fórmula del área

Sustituimos el valor del flujo de los gases

  ∗ ̇∗   + ̇    ∗ ∗

Sustituimos valores conocidos por análisis y por propuesta.

.   + ̇    ..   ∗.   ∗.   0.0158∗̇

Sustituimos los términos en función del flujo másico en nuestra ecuación de empuje: Agregamos los términos conocidos

-

De la hoja de prestaciones del motor conocemos el empuje por lo cual despejamos el flujo másico del aire. 45kN= Determinamos el flujo de combustible

  . ̇    ̇       .  .     . . . .∗.  

%. −.   ∗  % 

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