Actuaciones De Motores
Páginas: 43 (10606 palabras)
Publicado: 1 de octubre de 2012
MOTORES DE TURBINA DE GAS
A. G. Rivas
15.2
ACTUACIONES DE MOTORES
Empuje Total
El empuje total es el empuje desarrollado en la tobera de salida del motor. Este incluye ambos, el empuje generado por la cantidad de movimiento de los gases de escape y el empuje adicional resultante de la diferencia entre la presión estática en la tobera y la presión ambiente. El empuje total no toma enconsideración las cantidades de movimiento del aire que entra y del combustible. Se considera cero la cantidad de movimiento entrante, lo cual es cierto solamente cuando el motor está estático. Sin considerar el flujo de combustible, la ecuación para el empuje total es: Wa Fgross= —— ( V2 ) + Aj ( Pj - Pam ) g Donde: Fgross = Empuje total Wa = Peso del aire que entra al motor g = Aceleración de lagravedad V2 = Velocidad de los gases en la tobera de escape Aj = Área de descarga de la tobera de escape Pj = Presión de descarga de los gases en la tobera de escape Pam = Presión ambiente Cuando avión y motor están estáticos, como cuando el avión está parado y el motor rodando, o cuando el motor está rodando antes del despegue en la cabecera de pista, el empuje neto y el empuje total soniguales. Lo mismo es cierto cuando se opera un motor en un banco de pruebas. Cuando se trata el término "empuje" de una turbina de gas, normalmente se refiere al empuje neto, a menos que se diga lo contrario. Ejemplo: Determínese la cantidad de empuje total producido en un día estándar por un avión propulsado por un turborreactor, el cual se encuentra en reposo en cabecera de pista con su motor ajustadoa potencia de despegue si el flujo de aire que pasa a través del motor es de 96 libras por segundo y produce una velocidad de gases en el escape de 1.460 pies por segundo con una presión de descarga de gases en la tobera de 39’3 psi, siendo el área de la tobera de escape de 2 pies cuadrados.
Fgross = 96 1460 + 2(5659 − 2074 ) = 11.552 lbs 32
Empuje Neto
El empuje neto producido por un motorturborreactor o turbofan está determinado por tres cosas.
1.
La variación en la cantidad de movimiento experimentada por el flujo de aire a través del motor.
Marzo 2003 Página1
Sur´Avian
MOTORES DE TURBINA DE GAS 2. 3.
A. G. Rivas
15.2
La cantidad de movimiento del combustible. La fuerza originada por la diferencia de presión a través de la tobera de escape multiplicada porel área de la tobera.
En consecuencia, la ecuación del empuje neto debe escribirse como sigue:
Fn =
Wa W (V2 − V1 ) + f (Vf ) + A j Pj − Pam g g
(
)
Donde:
Fn = Empuje neto Wa = Peso del aire que entra al motor g = Aceleración de la gravedad V2 = Velocidad de los gases en la tobera de escape V1 = Velocidad del aire a la entrada del motor Wf = Peso del combustible Vf = Velocidaddel combustible Aj = Área de descarga de la tobera de escape Pj = Presión de descarga de los gases en la tobera de escape Pam = Presión ambiente
El combustible va en el avión, por lo tanto no tiene velocidad inicial relativa al motor. En la practica real, el flujo de combustible normalmente se desprecia cuando se calcula el empuje neto, porque el peso del aire que se pierde por las distintassecciones del motor se calcula que es aproximadamente equivalente al peso del combustible consumido. Ejemplo: Determínese la cantidad de empuje neto producido en un día estándar por un avión propulsado por un turborreactor, el cual se encuentra en vuelo a una velocidad de 310 mph si el flujo de aire que pasa a través del motor es de 96 libras por segundo y produce una velocidad de gases en elescape de 1.460 pies por segundo con una presión de descarga de gases en la tobera de 39’3 psi, siendo el área de la tobera de escape de 2 pies cuadrados.
Fn = 96 (1460 − 460 ) + 2(5659 − 2074 ) = 10.170 lbs 32
Toberas Estranguladas
Muchas toberas de escape subsónicas funcionan en condición de estranguladas. Esto significa que el aire que fluye a través de la sección convergente del conducto de...
A. G. Rivas
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ACTUACIONES DE MOTORES
Empuje Total
El empuje total es el empuje desarrollado en la tobera de salida del motor. Este incluye ambos, el empuje generado por la cantidad de movimiento de los gases de escape y el empuje adicional resultante de la diferencia entre la presión estática en la tobera y la presión ambiente. El empuje total no toma enconsideración las cantidades de movimiento del aire que entra y del combustible. Se considera cero la cantidad de movimiento entrante, lo cual es cierto solamente cuando el motor está estático. Sin considerar el flujo de combustible, la ecuación para el empuje total es: Wa Fgross= —— ( V2 ) + Aj ( Pj - Pam ) g Donde: Fgross = Empuje total Wa = Peso del aire que entra al motor g = Aceleración de lagravedad V2 = Velocidad de los gases en la tobera de escape Aj = Área de descarga de la tobera de escape Pj = Presión de descarga de los gases en la tobera de escape Pam = Presión ambiente Cuando avión y motor están estáticos, como cuando el avión está parado y el motor rodando, o cuando el motor está rodando antes del despegue en la cabecera de pista, el empuje neto y el empuje total soniguales. Lo mismo es cierto cuando se opera un motor en un banco de pruebas. Cuando se trata el término "empuje" de una turbina de gas, normalmente se refiere al empuje neto, a menos que se diga lo contrario. Ejemplo: Determínese la cantidad de empuje total producido en un día estándar por un avión propulsado por un turborreactor, el cual se encuentra en reposo en cabecera de pista con su motor ajustadoa potencia de despegue si el flujo de aire que pasa a través del motor es de 96 libras por segundo y produce una velocidad de gases en el escape de 1.460 pies por segundo con una presión de descarga de gases en la tobera de 39’3 psi, siendo el área de la tobera de escape de 2 pies cuadrados.
Fgross = 96 1460 + 2(5659 − 2074 ) = 11.552 lbs 32
Empuje Neto
El empuje neto producido por un motorturborreactor o turbofan está determinado por tres cosas.
1.
La variación en la cantidad de movimiento experimentada por el flujo de aire a través del motor.
Marzo 2003 Página1
Sur´Avian
MOTORES DE TURBINA DE GAS 2. 3.
A. G. Rivas
15.2
La cantidad de movimiento del combustible. La fuerza originada por la diferencia de presión a través de la tobera de escape multiplicada porel área de la tobera.
En consecuencia, la ecuación del empuje neto debe escribirse como sigue:
Fn =
Wa W (V2 − V1 ) + f (Vf ) + A j Pj − Pam g g
(
)
Donde:
Fn = Empuje neto Wa = Peso del aire que entra al motor g = Aceleración de la gravedad V2 = Velocidad de los gases en la tobera de escape V1 = Velocidad del aire a la entrada del motor Wf = Peso del combustible Vf = Velocidaddel combustible Aj = Área de descarga de la tobera de escape Pj = Presión de descarga de los gases en la tobera de escape Pam = Presión ambiente
El combustible va en el avión, por lo tanto no tiene velocidad inicial relativa al motor. En la practica real, el flujo de combustible normalmente se desprecia cuando se calcula el empuje neto, porque el peso del aire que se pierde por las distintassecciones del motor se calcula que es aproximadamente equivalente al peso del combustible consumido. Ejemplo: Determínese la cantidad de empuje neto producido en un día estándar por un avión propulsado por un turborreactor, el cual se encuentra en vuelo a una velocidad de 310 mph si el flujo de aire que pasa a través del motor es de 96 libras por segundo y produce una velocidad de gases en elescape de 1.460 pies por segundo con una presión de descarga de gases en la tobera de 39’3 psi, siendo el área de la tobera de escape de 2 pies cuadrados.
Fn = 96 (1460 − 460 ) + 2(5659 − 2074 ) = 10.170 lbs 32
Toberas Estranguladas
Muchas toberas de escape subsónicas funcionan en condición de estranguladas. Esto significa que el aire que fluye a través de la sección convergente del conducto de...
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