Combustion en rotativos

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERIA MECANICA YELECTRICA
UNIDAD PROFESIONAL TICOMAN
INGENIERIA AERONAUTICA

FUNDAMENTOS DE MOTORES DE COMBUSTIÓN INTERNA

PROFESOR: CAUDILLO GONZALEZ SALVADOR

ALUMNO: ESQUIVEL GONZALEZ TANIA

BOLETA: 2007370043

GRUPO: 5AX2

COMBUSTION EN MOTORES ROTATIVOS

INTRODUCCION

Las turbomáquinas se diferencian de otrasmáquinas térmicas en que son de funcionamiento continuo, no alternativo o periódico como el motor de explosión o la bomba de vapor a pistón.
A semejanza de otras máquinas las turbomáquinas son esencialmente transformadoras de energía, y de movimiento rotativo. Sin embargo, se diferencian, por ejemplo, del motor eléctrico, en que la transformación de energía se realiza utilizando un fluido de trabajo.En las turbomáquinas el fluido de trabajo pude ser un líquido (comúnmente agua, aunque para el caso de las bombas de líquido la variedad de fluidos es muy grande) o un gas o vapor (comúnmente vapor de agua o aire, aunque nuevamente para los compresores la variedad de gases a comprimir puede ser muy grande). Las turbomáquinas cuyo fluido de trabajo es un líquido se denominan turbomáquinasHIDRAULICAS; no hay una denominación especial para las demás.

CAMARAS DE COMBUSTION

FUNCIONAMIENTO

En las cámaras de combustión de un turborreactor se suministra energía calorífica al motor, elevándose la temperatura del flujo de aire que pasa a través del compresor, aumentando así la energía de dicho flujo de aire.
Para esto es necesario inyectar una determinada cantidad de combustible que secombina con el oxigeno que pasa por el motor, liberándose así la energía que el combustible tenia almacenada. Este poder calorífico, del orden de 10.500 Kcal. Por cada Kg. de combustible, no alcanza la temperatura que teóricamente le correspondería, sino que por combustión incompleta aparecen perdidas, como rendimiento de la combustión, la relación de temperaturas absolutas entre la que realmentese alcanza y la que teóricamente le correspondería si la combustión fuese completa. Este rendimiento es del orden 0`95, puede alcanzar valores casi de 100 % en regímenes de máximo empuje al nivel del mar, y tiene valores pequeños cuando se reduce la presión del aire, la temperatura, y relación de combustible/aire.
La cantidad de combustible a suministrar depende, de la máxima temperaturapermisible en los alabes de la turbina, limitado por los esfuerzos del material, y que alcanza normalmente una gama entre 700° C y 1.200° C.
Dado que pueden alcanzarse temperaturas normales por compresión hasta de 200° C a 400° C, la elevación de la temperatura en las cámaras oscila entre 500° C y 800° C.
La sección longitudinal de una cámara de combustión responde a la función de trabajo de lacámara, su entrada tiene la forma de conducto divergente, con dobles paredes paralelas en la zona en donde ha de tener lugar la combustión. Esta forma divergente de la entrada a la cámara, se justifica como sigue:
Si el aire fluyera a la cámara y en ella no hubiera combustión, como la velocidad de entrada del aire procedente del compresor es subsónica por su proceso de trabajo, este conductodivergente haría disminuir la velocidad, pues actuaria a modo de difusor, incrementándose la presión en la zona ancha del conducto. La disminución de velocidad seria inversamente proporcional a la relación de las áreas del conducto, pues en régimen subsónico se puede suponer que el flujo de aire es incompresible.
Si se suministra calor al aire que pasa a través del conducto en forma de difusor, el aire seexpansionara sin pérdida de velocidad, pues en este caso la energía calorífica motivara una expansión lateral del gas a expensas de su densidad y, no habrá aumento de presiones, permaneciendo la velocidad constante.
No hay variación de la cantidad de movimiento, si bien el flujo de aire no es ahora incompresible, pues aparece una reducción en la densidad del gas. Esta reducción de densidad...