Alabe De Una Turbina

INSTITUTO TECNOLOGICO DE CULIACAN

ING.MECANICA




“Selección de materiales para el alabé de turbina”



Por:

JESUS ALBERTO SANTAELLA CURIEL

LUIS ENRIQUE TORRES PRIETO

EFREN EDUARDO LOPEZ GUERRERO

DAVID FERNANDO PEREZ LOPEZ



PROFESOR: RICARDO DOMINGUEZ



LUNES 8 DE OCTUBRE 2011, CULIACAN, SINALOA


Resumen*

Un alabé es una superficie aerodinámicainstalada en el compresor que el aire debe atravesar para provocar de tras de ella un aumento de la presión y una disminución de la velocidad del aire para que este entre a la cámara de combustión y al inyectar el combustible genere la explosión con ello escape está generando el empuje aerodinámico del avión. El objetivo de este documento es en base a los estudios ya elaborados y a base depropiedades requeridas saber cuál es el material óptimo para generar un alabe de turbina de un avión tomando en cuenta también dos métodos para la selección del materiales como lo son el costo por la unidad de propiedad y lógica digital de métodos. Los requerimientos de los materiales que se analizaron y las soluciones alternativas que fueron evaluadas entre metales ferrosos, aleaciones de titanio,aleaciones de níquel, aleaciones de níquel-titanio compuesto matriz polimérica reforzado con fibra de carbón. Dentro de los cuales deben de cumplir con propiedades mecánicas como tener suficiente modulo, límite elástico y tenacidad a la fractura, resistencia a la fluencia (creep), resistencia a oxidación a altas temperaturas, resistencia a la fatiga térmica, estabilidad térmica y una propiedad físicamuy importante es que tenga baja densidad. Considerando los constantes ciclos a los que las propiedades del alabe deben de ser utilizados son muchos criterios para seleccionar el material optimo para el alabe de una turbina del avión considerando los anteriormente mencionados lo más importante es tomar en cuenta es que el material tengan alto punto de fusión ya que la superficie aerodinámica essometida a altas temperaturas y con esta también sometida a fatiga térmica también otro factor muy importante es que debe ser un material con muy poca densidad para que con esto el motor gane ligereza y el peso ganado aprovecharlo en el avión además del ahorro de combustible del mismo.

I.- Introducción

En la industria aeronáutica a lo largo de la historia se ha considerado como un factor dealta importancia la fabricación del alabe de los aviones esto para la mejora de su desempeño, mejoras tales como; el quitar la alta densidad que anteriormente se daban en la creación del alabe de metales ferrosos los cuales eran mucho más densos, también la obtención de un producto con un alto punto de fusión debido a que en el material anterior su punto de fusión era menor. Es por ello queactualmente la industria aeronáutica a considerado el uso de aleaciones de titanio y las aleaciones de níquel debido a que estas han demostrado una mayor innovación en cuanto a las propiedades del producto. Las aleaciones de titanio y de níquel han presentado cambios e innovaciones de un 25% menos denso que los metales ferrosas y en consecuencia provocan menos peso al motor del avión y ese pesoresidual se utiliza para aprovecharlo en cuanto a pasaje u otras cargas, además de que el motor al trabajar con una turbina menos densa se esfuerza menos y el resultado es una diferencia de gasto de combustible y del degaste del motor, obteniendo mejoras considerable refiriéndose a su rendimiento de velocidad y consumo de combustible. En cuanto al punto de función estos materiales a diferencia de losotros presentan una mayor resistencia y pueden ser trabajados a una gran fatiga térmica. El alabe es sin duda un elemento muy importante es por ello que la selección de material debe de ser diseñada bajo un proceso muy detallado.

Para la selección del material es importante apoyarse en la tabla de selección de materiales para comparar los posibles candidatos para elegir el correspondiente y...